一个老专家对新型电力系统的思考

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新型电力系统的实质是最大限度减少化石能源利用的电力系统。总体而言，新型电力系统的特点就是源、荷均具有显著的不确定性，需要储能设施发挥一定程度的功率调节作用。新型电力系统中，电网交直流混连，将呈现出网络拓扑结构复杂、潮流分布复杂、暂态过程复杂等特点。
根据新型电力系统中，电网拓扑结构极度复杂的特点，电网规划理念、控制理念都需要有根本性改变，需要有新的算法对海量的网络节点迅速的给出分析结果。为防止节点故障造成连锁反应，带来的灾难性后果，需要有快速的故障响应和隔离措施。复杂的网络结构，带来的系统短路容量问题，需要因地制宜的采取限制措施。由于交直流混连，加之将出现潮流分布复杂多变的特点，显著增加了继电保护的复杂性，如何提高保护的及时性、准确性和可靠性，需要进行深入研究。由于电网拓扑复杂，暂态过程将频繁出现，系统操作过电压发生频次和过电压幅值都会有显著变化，需要引起关注。储能设施在电网功率调节方面将发挥作用，但如何最好的发挥作用，则需要在对储能设施的合理布局进行研究。
  o! [) t5 `1 V+ i由于新型电力系统中，由于电力电子元件大量的应用，整流、逆变的普遍应用，即便采用了滤波技术，还是会有一定比例高次谐波电流的存在，高次谐波电流产生的电动力存在与电气设备机械固有频率共振的可能性。一旦发生共振将会带来严重危害。这种现象在电网中已实际发生过，属于新能源大规模接入后产生的新问题，建议作为新的领域加以研究。
由于系统过电压特点发生变化，过电压保护新技术需要进行研究，同时绝缘配合也需适应相应变化，结合新型绝缘材料的应用，电气设备绝缘结构将会发生变化；新型电力系统中，电网潮流波动性极大，因此电气设备负载水平也在空载和高负载间频繁变化，因此需要从经济性的角度，重新考虑电气设备的设计。这些变化将可能带来设备选型、运维、试验等方面的变化，为此需要加强跟踪。而传统电网的存量设备数量庞大，不可能立即淘汰，因此有必要开展传统设备对新型电力系统适应性及其运维技术的研究。
新型电力系统中，潮流分布复杂，因此变压器结构需要按此需求重新考虑。而且，传统变压器未来存在被电力电子式变压器部分取代的可能。为快速隔离故障，对快速断路器提出了越来越高的要求。环保、结构简单、易控制、高可靠性是快速断路器未来发展的方向。对这些发展趋势需要未雨绸缪。
( ]. `) s( k- |为了适应电网快速灵活控制，需动态掌握设备状态，因此设备状态传感技术目前属于研究的重点。李立浧院士提出的透明电网概念，实质上就是通过在电网中大量部署各类传感器获取所需的各种信息。在电网中部署的传感器需满足高灵敏度、高抗干扰能力、高可靠性，低功耗、低成本等要求。传统电网中，一些看似简单的问题，如绝缘子零值检测等问题，直到现在也没有能够很好的解决，利用传感技术可能会为这些难题提供解决途径。近年来，应用于电气设备状态感知的传感器类型和数量急剧增加，但传感信息的应用水平相对比较滞后，需要从基础层面开展传感信息与设备状态相互关系的深层次研究，以便于传感技术在设备状态分析诊断方面更加有效的发挥作用。
' z2 D9 ^+ b( W: j4 M( N电力系统中用量最大的绝缘子，优异的绝缘性能、良好的耐老化性能、绿色、易回收处理，应作为未来的发展方向。
: ]7 ^) e6 R1 X3 l4 {3 O$ y为实现“双碳目标”，电力系统中六氟化硫气体的应用将受到越来越严格的监管，进一步提高六氟化硫气体回收处理率，以及六氟化硫气体替代将是未来受关注的两个热点问题。矿物质绝缘油的替代，也是未来需关注的重要问题。

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