江苏电力科学研究院总工程师 袁宇波
“双碳”目标背景下,分布式能源规模化发展,配电网面临新能源高效消纳与负荷可靠供应的双重挑战,配电网形态有待升级。与交流配电系统相比,直流配电系统变换环节少、输送容量大,是转变供电模式、提高用电能效、促进能源变革的重要途径。目前,国内外已建设了多项直流配电系统工程,但仍缺乏通用标准,制约着直流配用电技术的推广与应用。
国网江苏省电力有限公司组建的交直流配电组网及运行控制攻关团队,长期开展交直流混合配用电技术研究。自2013年起,我带领团队开展交直流配用电系统关键技术攻关、核心装备研发和重大工程建设,并开展标准布局与推广工作。我们在研究过程中发现,目前直流配用电系统的国际标准大部分适用于欧美国家。比如,美国交流用电线电压大部分是480伏,采用0.9的调制比,对应的直流电压是750伏。但是,我国的低压用电线电压是380伏,若采用同样的调制比,对应的直流电压应该是600伏,若采用750伏的直流电压会使得用电能效和电能质量变差。因此,构建适合于我国的直流配用电系统标准十分重要。
为了打破国外对直流配电技术标准的垄断,我一直设想在国际标准组织中成立工作组,将国内需求带到国际平台上。过去10年内,我带领团队深入开展中低压直流配电技术攻关,先后承担了2项中低压直流领域的国家重点研发计划,攻克了基于交直流混合配电的可再生能源高效消纳运行与控制难题、中低压直流配电系统高效构网方法,构建了多端口电力电子变压器、高效高功率密度直流变压器、快速可靠直流断路器、全系列直流家电的直流配用电系统装备体系。基于项目研究成果,团队在国际电工委员会电能供应系统技术委员会(IEC TC8)建立了低压直流工作组,在电气与电子工程师协会输变电标准委员会(IEEE T&D)建立了直流变压器、直流家电工作组,牵头组织编制并推动发布7项国际标准。
为了促进标准落地应用,为我国直流配电网系统建设提供案例和参考,我带领团队专注于直流配电网的示范应用,建成了江苏吴江中低压直流配电系统,服务市政、工商、民用、数据中心等多种应用场景。我们团队对交直流系统关系有了更深入的理解,认为直流电未来不会取代交流电,而是宜交则交、宜直则直,直流配用电技术的应用一定是依托相应场景开展的。为此,团队牵头立项了IEC国际标准《低压直流配用电系统典型场景规范》,明确了低压直流系统在各类应用场景下的标准规范。
我带领团队联合产学研用53家单位,打通上下游产业链,组建了中低压直流配用电技术联盟,将直流配用电技术推广至交通、医疗、港口岸电、工业变频等领域,实现直流配用电技术在不同场景下的高效应用。依托长期的深入研究与实践探索,团队主导或参与发布相关标准24项,其中国际标准7项;团队多名成员分别担任中国电工技术学会直流配电网专业分会秘书长、IEC TC 8 多场景直流配电系统标准召集人、国际大电网会议组织(CIGRE) B5/D67工作组召集人、IEEE PES直流配用电系统标委会副主席等职务,在国际舞台上发出了响亮的中国声音。
能源清洁低碳转型不断加快,对直流配用电的自主创新和标准研制提出更高要求。我将带领团队在直流配用电标准国际化方面提出更多建议和创新思路,为构建新型电力系统、助力实现“双碳”目标作出更大贡献。
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