現今,我國自然資源主要分布在西部地區,而負荷主要集中在東部,這使得大規模資源再分配和能源輸送的需求愈加強烈。另一方面,隨著近年來光伏和風電發展非常迅猛,柔性直流電逐漸成為應對傳統交流系統問題的核心技術需求。因此,在這些需求的推動下,中國直流輸電工程在短短十年間急速發展,并在關鍵技術領域取得了突破性的進展。特別是隨著我國經濟的穩定發展,全國整體負荷量隨即增加,直流輸電市場也在不斷擴張,致使中國的直流輸電現已具備全球最高電壓等級以及最大的輸送能量。在此局勢下,由英國工程技術學會(IET)、清華大學及清華四川能源互聯網研究院共同舉辦的第十四屆IET交流直流電力傳輸國際會議 (以下簡稱ACDC 2018)再次來到中國。這一電力系統久負盛名的國際性輸電會議于2018年6月28-30日,在成都中國西部國際博覽城國際展覽展示中心成功舉辦。

在本屆會議中,來自中國、英國、美國、加拿大、西班牙、韓國等地的百余名專家匯聚一堂,針對當下交流直流輸電方面的熱點技術與發展趨勢進行了深刻的剖析與討論。首日下午,在IET中國區經理杜偉先生的主持下,第14屆IET交流直流電力傳輸國際會議 (ACDC 2018)主席、清華大學電機系主任曾嶸教授, 美國電力科學研究院Ram Adapa博士及瑞士聯邦理工學院Christian Franck教授特別針對柔性直流輸電技術、氣體絕緣技術、新能源及綠色發電及直流輸電技術在智能電網中的應用等方面的問題接受了多家知名媒體的采訪。

直流輸電技術現狀與挑戰

雖然我國直流輸電工程呈現出迅猛增長態勢,但工程技術人員仍舊面臨著一系列嚴峻的考驗。現今的直流工程在系統控制與保護方面還有待加強。客觀的講,由于其所需電子器件芯片較交流輸電而言更多、更復雜,所以可靠性不及交流輸電。因此如何使直流輸電更安全、更可靠,成為當前工程人員首先需要克服的問題。

其次是直流輸電設備的“心臟”——電力電子器件。目前我國該芯片90%以上的來源還依賴于進口。據悉,一家株洲的相關企業每年進口芯片數量高達15億個。在全球經濟貿易硝煙四起的不穩定狀態下,高度依賴進口可謂是一件岌岌可危的事情。我國需盡快研制出并大規模商業化自主生產的直流“中國芯” 。為此,清華大學正在與蘇州和西安的相關機構合作,加快直流“中國芯”的研發,致力于早日解決我國所面臨的挑戰。

同時,由于電力電子器件大多需要進口,現階段直流輸電系統造價仍屬于較高水平,在大眾推廣普及的過程中難免會遇到阻力。

直流電技術落實于民生

本次IET交流直流電力傳輸國際會議的舉辦地四川與直流輸電技術之間有著深厚的淵源。四川是一個新能源的大省,本地的負荷相對較小,擁有大量剩余資源。所以四川可以為如上海、浙江、江西、湖南等東部地區提供電力外送支持。在兩千公里的傳輸距離上,其他的傳統交流輸電效率不高、損耗很大。直流輸電是到目前為止最經濟安全的選擇。四川的水電外送既有利于為當地帶來更多的經濟收入,又為東部地區的經濟發展提供了條件與保障。其次,四川具備發展新能源汽車的良好條件。汽車保有量大,同時由于盆地地形,污染物相對較難擴散。從需求側來講,綠色新能源汽車更符合未來社會發展需要。另一方面,供給側的80%電力供應來源于水電等清潔能源,保證了本地新能源汽車全鏈條綠色減排。因此四川是最適合推廣新能源車的省份。電動汽車的普及需要穩定的電網支持。原有的交流電網承擔大負荷相對困難,其損耗大,系統可靠性會受一定影響。而直流電網下的充電系統效率有顯著提高。

未來, 家庭用電將普及直流電,從而取代現有的交流電使用模式。目前家庭照明以及冰箱、空調、洗衣機等大功率家用電器大多需要變頻調節,即先將交流轉化為直流,再將直流轉化為交流電以適配電機使用。但未來研究機構會和家電企業合作,研發生產出更多直流家用電器,以便提高設備的運行效率并降低適配成本。

促進全球工程界互動互聯

采訪過程中,作為會議主辦方,IET中國區總經理杜偉先生也在采訪過程中發表了自己的觀點,他表示:“IET希望通過ACDC為來自歐洲、亞洲、美洲等交直流輸電領域的專家們提供一個有效的溝通平臺。同時,IET也期待與更多國內高校及研究機構合作,通過學術會議、出版合作等項目,將國內電力領域的最新發展與研究成果引向國際。最終實現促進全球工程界互動互聯,支持技術創新,推動業界進步。”