中國能源消費、供給、技術和體制革命的大幕即將拉開，這將是一場無比龐大的能源系統改造工程。我國眾多電力設備企業，既要面臨轉型升級的嚴峻考驗，也要把握前所未有的無限商機。那么如何實現從“跟跑者”向“并行者”再到“領跑者”跨越，電力設備企業做了積極的努力。8月16日，由清華大學電機系、張家港經濟技術開發區(國家級)和江蘇省(張家港)智能電力研究院聯合主辦的 “第一屆中國智能電力產業發展論壇”在北京舉行，本次論壇的主題是 “新技術、新挑戰、新機遇”，來自全國各地的電力相關產業的120多家企業相聚北京，共同交流智能裝備、技術發展成果，中國工程院院士韓英鐸、余貽鑫、李立浧、郭劍波作了發言。此外，會上成立了智能電力產學研聯盟。
韓英鐸：電能質量治理亟待提速
加強大電網動態無功支撐STATCOM應加速取代SVC
近年來中國電力工業發展迅猛，伴隨大量非線性及沖擊負荷接入電網，引起了日益嚴峻的電能質量問題。同時，智能電網建設及新能源發展又對電能質量提出了新要求，這使得電能質量的治理迫在眉睫。需要加強電網動態無功補償作支撐。
現在電網存在著反差極大的落后領域。電力系統的多電壓等級、多層結構加之負荷的隨機性使得負荷動態參數成為長期難題。韓英鐸舉例說，同樣是黑龍江電網穩定極限與負荷參數影響算例，選擇不同負荷模型對輸電系統穩定極限影響很大。若選擇“50%恒定阻抗+50%電動機”的模型，送出斷面功率極限為61.5萬千瓦，而選擇“40%恒定阻抗+60%恒定功率”的模型，送出斷面功率則高達120萬千瓦。
由此可以看出，電網的穩定性容易受到影響。此外，隨著智能電網的快速發展，我國電網將面臨更多的技術問題，影響電網電能質量穩定，例如設備利用率低安全可靠性不高，安全裕度過大，節能減排優化調度差;接受間接式可再生能源接入能力差;改善電能品質得不到落實;調峰節能，有功無法存儲等。
因此，韓英鐸也多次指出應加強電網動態無功補償裝置的配置。他表示，經過多年的技術進步，功角穩定、頻率穩定已經不是我國區域電力系統的大問題，取而代之的是電壓問題。暫態電 壓穩定是京滬穗深等中東部受端各大中心負荷區面臨的共性潛在威脅，也是各大區電網主要安全問題。此外，發端系統在直流雙極閉鎖引起大面積切機時也要校驗本地區的電壓動態過程。新能源發電中，眾多風電場需要動態無功補償裝置。南方電網已經在加強重要負荷節點動態無功支撐。
那么，在現有電網動態無功補償裝置技術方面，何種技術能委以重任?韓英鐸院士也給出了答案——— “STATCOM的市場大得很”。鏈式STATCOM經過十幾年的發展，目前已經在各行業得到了廣泛的應用。風電場中應用非常多，到2012年底，我國的1400多個風電場絕大部分都安裝了STATCOM，主要是為了減少由于風電的隨機性引起的電壓波動，另外有些末端風電場直接帶載，容易產生電壓不平衡，需要補償;鏈式STATCOM在電弧爐、軋鋼機這樣的冶金負荷中應用也比較多，用來治理電壓閃變和負荷不平衡;電網最關注的是設備可靠性和電壓穩定，電網系統中近年來也有一定的應用。
他認為，STATCOM應該加速取代SVC。因為STATCOM在無功控制能力、無功補償響應速度、同等補償效果所需容量、占地面積、損耗與輸出無功的關系等方面均優于SVC。而且近年來，二者的價格基本相當。國產STATCOM技術已經成熟,容量和電壓水平已經可以覆蓋國內各行業的需要。
余貽鑫：新能源發電期望儲能
需要壽命長、價格低、可靠性和效率高的大功率化學電池
隨著風能、太陽能等可再生能源和智能電網產業的迅速崛起，儲能技術成為萬眾矚目的焦點。大規模儲能技術被認為是支撐可再生能源普及的戰略性技術。
余貽鑫表示，儲能是解決可再生能源發電間歇性，不確定性和多變性的期望所在，電網的安全性要求可再生能源發電時時刻刻保持供需平衡。
我國風電、光伏資源豐富，一旦儲能規模化推廣，前景廣闊。
在風電方面，我國計劃建設10個1億千瓦級風電基地分別位于甘肅酒泉、新疆哈密、河北、吉林、蒙東等地。
到2015年末連接到大電網的風力發電的累積容量將達到1.5億千瓦。到2050年，風電將供全國電力需求的17%。
光伏方面，中國擁有豐富的太陽能資源。全國到達地面的水平面年平均總輻射量相當于1.7萬億噸標煤。平均轉換效率為10%時，全國太陽能輻射量每年可提供1.4×1015千瓦時的電力。中國只需利用0.357%的土地就可生產5×1012千瓦時電力。
我國大規模的風電、光伏發電離不開儲能調節，由其帶來的儲能效益無法預估。從全球范圍看，IMS研究公司于2013年4月30日發布：“預計全球光儲能市場，將從2012年的小于2億美元迅速增長2017年到190億美元。” 目前電網對儲能的需要(儲能的應用)是多方面的，包括電能質量、電壓支持、旋轉儲備、對頻繁變化的負荷進行負荷跟蹤、減輕配電阻塞、為可再生能源提供服務、平移負荷需求、用戶的用能管理等。每種應用的充放電特性不同，但是缺乏適合于多種充放電特性(具有多功能性)的儲能裝置。
據余貽鑫介紹，目前世界上發展最快的大容量儲能技術是全釩液流儲能電池 (VRB)———與市場上的鉛酸電池、鎳氫電池比，功率大、壽命長達15年、價格低、可靠性高、支持頻繁大電流充放電、操作和維修費用少、綠色無污染。它是與風電、光伏電組合成離網或微網發電系統最佳選擇，也可用于削峰填谷。
磷酸鐵鋰電池(壽命20年以上)和鈉硫電池也是主流的電網解決方案，可用于調峰和負荷平衡。
在太陽能行業鋰離子電池和整體存儲陣列的價格下降，住宅系統(離網)將獲得最大的應用，將增至2018年的38.2萬千瓦。與此同時，輕型商用部門增至22萬千瓦，而重型商用/工業7.33萬千瓦。但并網型的太陽能設施將擁有市場的主體。
美國前能源部部長朱棣文(StevenChu)也曾表示，儲能技術與太陽能技術相結合，在配電和發電領域的影響或可與當年互聯網所造成的顛覆性沖擊相媲美。
李立浧：柔直輸電需電力電子升級
創新電力電子器件期待優良控制系統
繼世界首個五端柔性直流輸電工程———浙江舟山工程投運后，7月21日，位于福建廈門島的廈門柔性直流輸電科技示范工程開始建設。廈門柔性直流工程是世界上第一個采用真雙極接線、電壓和容量雙雙達到國際之最的柔性直流輸電工程，工程額定電壓±320千伏，額定容量100萬千瓦，計劃于2015年12月投產。我國在柔性直流輸電領域頻頻綻放光彩，為推動電力電子技術升級作出了重要貢獻。
高壓大容量柔性直流輸電技術是未來電力電子技術是的重要發展方向，受到世界各國都高度重視。其涵蓋了成套設計、閥及閥控、試驗檢測、動模仿真、控制保護、電子器件等系列關鍵技術。
據李立浧介紹，柔性直流輸電是基于可關斷器件和電壓源換流器的高壓直流輸電技術，換流器自換向，能夠獨立調節有功功率和無功功率，可控性和靈活性強，占地省、諧波小、控制靈活，被譽為新一代的直流輸電技術。
采用基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術，具有模塊化水平高、輸出電壓失真小、諧波含量低等突出優點。
要求有功功率、無功功率獨立控制，具備四象限運行能力。
相比傳統直流輸電技術而言，要求全控器件，自換相、調制控制，輸出電平數很高，百電平以上。而傳統直流輸電技術則是半控器件(晶閘管)，電網換相，相位角控制，以6脈動為基礎，通常為12脈動。
在電壓、容量方面表現為增長快，2015年前后，電壓和容量將接近500千伏常規直流輸電水平，能夠覆蓋輸電網和配電網應用。
500千伏等級，橋臂功率模塊數量625個，包含1250個IGBT;整個換流器(站)包含7500個IGBT器件。現有器件耐壓水平導致高電壓情況下，串聯級數巨大。控制異常復雜，一個周期多次觸發，器件在不同時刻需要精確導通。隨著電壓等級升高，需要開發更大電流器件，均流控制技術。
“2012～2015，全世界預計將有11個工程;歐洲大規模風電接入、國家聯網均擬采用柔性直流輸電。”李立浧表示。未來，柔性直流輸電技術在結構上將表現為，換流閥所需大功率電力電子器件選擇多樣化;換流器輸出諧波含量少，無需交流濾波器;開關頻率大大降低，運行損耗減少，運行成本降低;結構更加緊湊，更適合海上等不利環境下建設、運行。
而隨著風電等新型電源不斷接入中低壓等級電網，電力電子技術也將在中低壓電網得到廣泛應用，這種應用改變了傳統的潮流方向，也提出了很多新的課題。
因此，李立浧期望在器件方面，創造新器件或在現有器件上功能創新。發明新的與現有的拓撲結構有本質區別的拓撲結構以及基于新的功率理論的控制系統，基于新工程應用的優良的控制系統。
李立浧：柔直輸電需電力電子升級
創新電力電子器件期待優良控制系統
繼世界首個五端柔性直流輸電工程———浙江舟山工程投運后，7月21日，位于福建廈門島的廈門柔性直流輸電科技示范工程開始建設。廈門柔性直流工程是世界上第一個采用真雙極接線、電壓和容量雙雙達到國際之最的柔性直流輸電工程，工程額定電壓±320千伏，額定容量100萬千瓦，計劃于2015年12月投產。我國在柔性直流輸電領域頻頻綻放光彩，為推動電力電子技術升級作出了重要貢獻。
高壓大容量柔性直流輸電技術是未來電力電子技術是的重要發展方向，受到世界各國都高度重視。其涵蓋了成套設計、閥及閥控、試驗檢測、動模仿真、控制保護、電子器件等系列關鍵技術。
據李立浧介紹，柔性直流輸電是基于可關斷器件和電壓源換流器的高壓直流輸電技術，換流器自換向，能夠獨立調節有功功率和無功功率，可控性和靈活性強，占地省、諧波小、控制靈活，被譽為新一代的直流輸電技術。
采用基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術，具有模塊化水平高、輸出電壓失真小、諧波含量低等突出優點。
要求有功功率、無功功率獨立控制，具備四象限運行能力。
相比傳統直流輸電技術而言，要求全控器件，自換相、調制控制，輸出電平數很高，百電平以上。而傳統直流輸電技術則是半控器件(晶閘管)，電網換相，相位角控制，以6脈動為基礎，通常為12脈動。
在電壓、容量方面表現為增長快，2015年前后，電壓和容量將接近500千伏常規直流輸電水平，能夠覆蓋輸電網和配電網應用。
500千伏等級，橋臂功率模塊數量625個，包含1250個IGBT;整個換流器(站)包含7500個IGBT器件。現有器件耐壓水平導致高電壓情況下，串聯級數巨大。控制異常復雜，一個周期多次觸發，器件在不同時刻需要精確導通。隨著電壓等級升高，需要開發更大電流器件，均流控制技術。
“2012～2015，全世界預計將有11個工程;歐洲大規模風電接入、國家聯網均擬采用柔性直流輸電。”李立浧表示。未來，柔性直流輸電技術在結構上將表現為，換流閥所需大功率電力電子器件選擇多樣化;換流器輸出諧波含量少，無需交流濾波器;開關頻率大大降低，運行損耗減少，運行成本降低;結構更加緊湊，更適合海上等不利環境下建設、運行。
而隨著風電等新型電源不斷接入中低壓等級電網，電力電子技術也將在中低壓電網得到廣泛應用，這種應用改變了傳統的潮流方向，也提出了很多新的課題。
因此，李立浧期望在器件方面，創造新器件或在現有器件上功能創新。發明新的與現有的拓撲結構有本質區別的拓撲結構以及基于新的功率理論的控制系統，基于新工程應用的優良的控制系統。
韓英鐸：電能質量治理亟待提速
加強大電網動態無功支撐STATCOM應加速取代SVC
近年來中國電力工業發展迅猛，伴隨大量非線性及沖擊負荷接入電網，引起了日益嚴峻的電能質量問題。同時，智能電網建設及新能源發展又對電能質量提出了新要求，這使得電能質量的治理迫在眉睫。需要加強電網動態無功補償作支撐。
現在電網存在著反差極大的落后領域。電力系統的多電壓等級、多層結構加之負荷的隨機性使得負荷動態參數成為長期難題。韓英鐸舉例說，同樣是黑龍江電網穩定極限與負荷參數影響算例，選擇不同負荷模型對輸電系統穩定極限影響很大。若選擇“50%恒定阻抗+50%電動機”的模型，送出斷面功率極限為61.5萬千瓦，而選擇“40%恒定阻抗+60%恒定功率”的模型，送出斷面功率則高達120萬千瓦。
由此可以看出，電網的穩定性容易受到影響。此外，隨著智能電網的快速發展，我國電網將面臨更多的技術問題，影響電網電能質量穩定，例如設備利用率低安全可靠性不高，安全裕度過大，節能減排優化調度差;接受間接式可再生能源接入能力差;改善電能品質得不到落實;調峰節能，有功無法存儲等。
因此，韓英鐸也多次指出應加強電網動態無功補償裝置的配置。他表示，經過多年的技術進步，功角穩定、頻率穩定已經不是我國區域電力系統的大問題，取而代之的是電壓問題。暫態電 壓穩定是京滬穗深等中東部受端各大中心負荷區面臨的共性潛在威脅，也是各大區電網主要安全問題。此外，發端系統在直流雙極閉鎖引起大面積切機時也要校驗本地區的電壓動態過程。新能源發電中，眾多風電場需要動態無功補償裝置。南方電網已經在加強重要負荷節點動態無功支撐。
那么，在現有電網動態無功補償裝置技術方面，何種技術能委以重任?韓英鐸院士也給出了答案——— “STATCOM的市場大得很”。鏈式STATCOM經過十幾年的發展，目前已經在各行業得到了廣泛的應用。風電場中應用非常多，到2012年底，我國的1400多個風電場絕大部分都安裝了STATCOM，主要是為了減少由于風電的隨機性引起的電壓波動，另外有些末端風電場直接帶載，容易產生電壓不平衡，需要補償;鏈式STATCOM在電弧爐、軋鋼機這樣的冶金負荷中應用也比較多，用來治理電壓閃變和負荷不平衡;電網最關注的是設備可靠性和電壓穩定，電網系統中近年來也有一定的應用。
他認為，STATCOM應該加速取代SVC。因為STATCOM在無功控制能力、無功補償響應速度、同等補償效果所需容量、占地面積、損耗與輸出無功的關系等方面均優于SVC。而且近年來，二者的價格基本相當。國產STATCOM技術已經成熟,容量和電壓水平已經可以覆蓋國內各行業的需要。
余貽鑫：新能源發電期望儲能
需要壽命長、價格低、可靠性和效率高的大功率化學電池
隨著風能、太陽能等可再生能源和智能電網產業的迅速崛起，儲能技術成為萬眾矚目的焦點。大規模儲能技術被認為是支撐可再生能源普及的戰略性技術。
余貽鑫表示，儲能是解決可再生能源發電間歇性，不確定性和多變性的期望所在，電網的安全性要求可再生能源發電時時刻刻保持供需平衡。
我國風電、光伏資源豐富，一旦儲能規模化推廣，前景廣闊。
在風電方面，我國計劃建設10個1億千瓦級風電基地分別位于甘肅酒泉、新疆哈密、河北、吉林、蒙東等地。
到2015年末連接到大電網的風力發電的累積容量將達到1.5億千瓦。到2050年，風電將供全國電力需求的17%。
光伏方面，中國擁有豐富的太陽能資源。全國到達地面的水平面年平均總輻射量相當于1.7萬億噸標煤。平均轉換效率為10%時，全國太陽能輻射量每年可提供1.4×1015千瓦時的電力。中國只需利用0.357%的土地就可生產5×1012千瓦時電力。
我國大規模的風電、光伏發電離不開儲能調節，由其帶來的儲能效益無法預估。從全球范圍看，IMS研究公司于2013年4月30日發布：“預計全球光儲能市場，將從2012年的小于2億美元迅速增長2017年到190億美元。” 目前電網對儲能的需要(儲能的應用)是多方面的，包括電能質量、電壓支持、旋轉儲備、對頻繁變化的負荷進行負荷跟蹤、減輕配電阻塞、為可再生能源提供服務、平移負荷需求、用戶的用能管理等。每種應用的充放電特性不同，但是缺乏適合于多種充放電特性(具有多功能性)的儲能裝置。
據余貽鑫介紹，目前世界上發展最快的大容量儲能技術是全釩液流儲能電池 (VRB)———與市場上的鉛酸電池、鎳氫電池比，功率大、壽命長達15年、價格低、可靠性高、支持頻繁大電流充放電、操作和維修費用少、綠色無污染。它是與風電、光伏電組合成離網或微網發電系統最佳選擇，也可用于削峰填谷。
磷酸鐵鋰電池(壽命20年以上)和鈉硫電池也是主流的電網解決方案，可用于調峰和負荷平衡。
在太陽能行業鋰離子電池和整體存儲陣列的價格下降，住宅系統(離網)將獲得最大的應用，將增至2018年的38.2萬千瓦。與此同時，輕型商用部門增至22萬千瓦，而重型商用/工業7.33萬千瓦。但并網型的太陽能設施將擁有市場的主體。
美國前能源部部長朱棣文(StevenChu)也曾表示，儲能技術與太陽能技術相結合，在配電和發電領域的影響或可與當年互聯網所造成的顛覆性沖擊相媲美。
李立浧：柔直輸電需電力電子升級
創新電力電子器件期待優良控制系統
繼世界首個五端柔性直流輸電工程———浙江舟山工程投運后，7月21日，位于福建廈門島的廈門柔性直流輸電科技示范工程開始建設。廈門柔性直流工程是世界上第一個采用真雙極接線、電壓和容量雙雙達到國際之最的柔性直流輸電工程，工程額定電壓±320千伏，額定容量100萬千瓦，計劃于2015年12月投產。我國在柔性直流輸電領域頻頻綻放光彩，為推動電力電子技術升級作出了重要貢獻。
高壓大容量柔性直流輸電技術是未來電力電子技術是的重要發展方向，受到世界各國都高度重視。其涵蓋了成套設計、閥及閥控、試驗檢測、動模仿真、控制保護、電子器件等系列關鍵技術。
據李立浧介紹，柔性直流輸電是基于可關斷器件和電壓源換流器的高壓直流輸電技術，換流器自換向，能夠獨立調節有功功率和無功功率，可控性和靈活性強，占地省、諧波小、控制靈活，被譽為新一代的直流輸電技術。
采用基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術，具有模塊化水平高、輸出電壓失真小、諧波含量低等突出優點。
要求有功功率、無功功率獨立控制，具備四象限運行能力。
相比傳統直流輸電技術而言，要求全控器件，自換相、調制控制，輸出電平數很高，百電平以上。而傳統直流輸電技術則是半控器件(晶閘管)，電網換相，相位角控制，以6脈動為基礎，通常為12脈動。
在電壓、容量方面表現為增長快，2015年前后，電壓和容量將接近500千伏常規直流輸電水平，能夠覆蓋輸電網和配電網應用。
500千伏等級，橋臂功率模塊數量625個，包含1250個IGBT;整個換流器(站)包含7500個IGBT器件。現有器件耐壓水平導致高電壓情況下，串聯級數巨大。控制異常復雜，一個周期多次觸發，器件在不同時刻需要精確導通。隨著電壓等級升高，需要開發更大電流器件，均流控制技術。
“2012～2015，全世界預計將有11個工程;歐洲大規模風電接入、國家聯網均擬采用柔性直流輸電。”李立浧表示。未來，柔性直流輸電技術在結構上將表現為，換流閥所需大功率電力電子器件選擇多樣化;換流器輸出諧波含量少，無需交流濾波器;開關頻率大大降低，運行損耗減少，運行成本降低;結構更加緊湊，更適合海上等不利環境下建設、運行。
而隨著風電等新型電源不斷接入中低壓等級電網，電力電子技術也將在中低壓電網得到廣泛應用，這種應用改變了傳統的潮流方向，也提出了很多新的課題。
因此，李立浧期望在器件方面，創造新器件或在現有器件上功能創新。發明新的與現有的拓撲結構有本質區別的拓撲結構以及基于新的功率理論的控制系統，基于新工程應用的優良的控制系統。
李立浧：柔直輸電需電力電子升級
創新電力電子器件期待優良控制系統
繼世界首個五端柔性直流輸電工程———浙江舟山工程投運后，7月21日，位于福建廈門島的廈門柔性直流輸電科技示范工程開始建設。廈門柔性直流工程是世界上第一個采用真雙極接線、電壓和容量雙雙達到國際之最的柔性直流輸電工程，工程額定電壓±320千伏，額定容量100萬千瓦，計劃于2015年12月投產。我國在柔性直流輸電領域頻頻綻放光彩，為推動電力電子技術升級作出了重要貢獻。
高壓大容量柔性直流輸電技術是未來電力電子技術是的重要發展方向，受到世界各國都高度重視。其涵蓋了成套設計、閥及閥控、試驗檢測、動模仿真、控制保護、電子器件等系列關鍵技術。
據李立浧介紹，柔性直流輸電是基于可關斷器件和電壓源換流器的高壓直流輸電技術，換流器自換向，能夠獨立調節有功功率和無功功率，可控性和靈活性強，占地省、諧波小、控制靈活，被譽為新一代的直流輸電技術。
采用基于模塊化多電平換流器的柔性直流輸電技術，具有模塊化水平高、輸出電壓失真小、諧波含量低等突出優點。
要求有功功率、無功功率獨立控制，具備四象限運行能力。
相比傳統直流輸電技術而言，要求全控器件，自換相、調制控制，輸出電平數很高，百電平以上。而傳統直流輸電技術則是半控器件(晶閘管)，電網換相，相位角控制，以6脈動為基礎，通常為12脈動。
在電壓、容量方面表現為增長快，2015年前后，電壓和容量將接近500千伏常規直流輸電水平，能夠覆蓋輸電網和配電網應用。
500千伏等級，橋臂功率模塊數量625個，包含1250個IGBT;整個換流器(站)包含7500個IGBT器件。現有器件耐壓水平導致高電壓情況下，串聯級數巨大。控制異常復雜，一個周期多次觸發，器件在不同時刻需要精確導通。隨著電壓等級升高，需要開發更大電流器件，均流控制技術。
“2012～2015，全世界預計將有11個工程;歐洲大規模風電接入、國家聯網均擬采用柔性直流輸電。”李立浧表示。未來，柔性直流輸電技術在結構上將表現為，換流閥所需大功率電力電子器件選擇多樣化;換流器輸出諧波含量少，無需交流濾波器;開關頻率大大降低，運行損耗減少，運行成本降低;結構更加緊湊，更適合海上等不利環境下建設、運行。
而隨著風電等新型電源不斷接入中低壓等級電網，電力電子技術也將在中低壓電網得到廣泛應用，這種應用改變了傳統的潮流方向，也提出了很多新的課題。
因此，李立浧期望在器件方面，創造新器件或在現有器件上功能創新。發明新的與現有的拓撲結構有本質區別的拓撲結構以及基于新的功率理論的控制系統，基于新工程應用的優良的控制系統。
