CIGRE技术活动2010-2020战略方向.PDF

CIGRE 技术活动2010-2020 战略方向 技术委员会主席 K Frohlich 1、简介 由于电力应用具有便捷和环境影响小的优点，电力消费正处于稳定的 增长状态。因此，从中长期看来，电力是满足人类需求的优选能源。化石 能源发电目前已被公认为气候变暖的重要影响因素，与此同时，输配电基 础设施也越来越不被接受。随之而来的就是对电力产业的巨大挑战。为了 满足消费者的需求，每一种可用于发电的资源，尤其是可再生能源，比如 风能和太阳能将需要充分开发，并融入电力系统。在电力系统的各个层面， 包括发电、输电、供电和用电，能源效率都需要得到提高。此外，电力市 场中的电力批发和零售的进一步发展以及越来越严格的环境监管，将极大 地左右电力系统的未来发展方向。未来的电力系统将因此而变得不同。 二十年前，甚至是十年前，我们做梦都没有想到的科技的发展以及强 大的信息技术工具、方法和开发工具将有力的帮助人类解决这些问题和挑 战。 作为全球范围内电力工业技术信息交流和研发的最大的国际平台， CIGRE 拥有来自电力公司、供电企业、高校和其他相关机构的会员，使 它一直身处这些科技发展的核心。 鉴于此，CIGRE 技术委员会详细分析了这些挑战，并确立了CIGRE 未来十年的技术活动战略方向。 2、影响未来电力发展的因素 2.1 电力需求变化 今天，全球的电力需求都在以不同的速度增长，而且增长将持续下去。 但是，大约20 亿人仍然没有用上电，他们分布在很多国家，不同的情况， 需要解决的技术难题也各不相同。在一些国家，生活水平不断提高，出现 新的用电形式，或者用电能替代其它能源形式，这都使用电量不断增加： 1 新的家用电器、电脑、电动交通工具（如：即插即用电动车、电气化铁路 等）。 毫无争议的是，随着新用户的增加，我们将看到电力消费在量、性质 和空间上发生重大发展和变化；随着提出特定的输电要求，如电能质量、 可持续性以及电池快速充电技术等，电力消费将实现时间上的变革，即采 用最经济的发电方式、家用负荷的管理等等。 除此之外，电力批发和零售市场的发展进步，消费者需求与电力系统 越来越紧密的供需关系，对诸如智能量测技术，以及其他基于信息技术的 设施的进一步开发提出了要求。 2.2 环境需求带来的挑战 问题主要在于公众对电力基础设施的接纳程度，尤其是新建基础设 施。新电力设施所需场地的缺乏，电场和磁场可能产生的影响，电力扰动、 噪音、视觉影响和空间要求等，都是公众更为关注主要问题。这些问题必 须从技术方面给出答案，比如，建立地下或海底输电电缆系统，对现有输 电走廊的优化利用等。迫切需要向公众和政治家提供公平的、易于理解的 科技信息。 探索提高能源效率和节能途径自始至终都将是颇受关注的问题。电力 系统技术在此探索过程当中将发挥他们应有的作用。 气候变化已经成为目前关注的重点，电力系统（以及 CIGRE ）由此 迎来了如何把越来越多的无碳电力资源融合的挑战，比如远离负荷中心的 大规模电源（大型水电站、核电站、风电场），或者是分散的小型或微型 嵌入式的发电机组——成千上万的风轮机、太阳能发电机组、生物质能电 厂、燃料电池、潮汐发电和涡轮发电机组。 这些电源的两个明显特征是间歇性（缺乏柔性）和/或其远离负荷中心。 意味着需要实现电能储存，需要强互联电网和远距离大规模输电，这需要 诸如高压直流输电、柔性交流输电系统、先进控制技术等。 气候变化将导致更加极端的天气状况，这也成为新电力设施的设计条 件：要求电网更加坚强、更具嵌入性或保护电力能系统不易受到破坏的技 2 术，如建立地下的、金属封装变电站等。 2.3 监管、立法和不同国家的目标带来的影响 国家监管、新的法规以及不同国家的标准化程度，将直接或间接影响 电力系统的发展。鉴于环境影响的考虑，政府决策过程中将不会过多注意 技术或经济层面的问题。CIGRE 的一个重要作用就是为决策提供足够的 基础依据，并分析相关的法规和标准。 2.4 新兴技术是重大变革的推动力 满足技术、社会经济和环境需求的新技术影响着电力系统技术的发展 和运行。新材料，如超导材料、纳米绝缘材料，新的聚合物加工技术、绝 缘油替