IEEEPES(Instituteof Electricaland Electronic Engineers Power&Energy Society，電氣與電子工程師學(xué)會(huì)電力與能源協(xié)會(huì))大會(huì)每年舉辦一次，旨在交流電力與能源領(lǐng)域最新的發(fā)展現(xiàn)狀與研究進(jìn)展，并就該領(lǐng)域發(fā)展方向和熱點(diǎn)問題進(jìn)行廣泛的交流與探討。IEEEPES2016年會(huì)員大會(huì)(General Meeting)于7月17日～21日在美國(guó)波士頓召開。共有來自世界各地的3400多名電氣與電子領(lǐng)域的研究人員和工程師參會(huì)，會(huì)議規(guī)模為歷屆之最，是世界范圍內(nèi)電力工業(yè)界與學(xué)術(shù)界的一次盛會(huì)。
IEEEPES2016年會(huì)以“為電網(wǎng)現(xiàn)代化鋪路”為主題。將21世紀(jì)新技術(shù)與20世紀(jì)的傳統(tǒng)電網(wǎng)相結(jié)合，建設(shè)智能電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化，是IEEEPES2016年會(huì)主題的背景。
電力供應(yīng)在100多年以前就出現(xiàn)了。居民區(qū)和鄰近企業(yè)最開始是通過短程直流線路供電。在19世紀(jì)末引入了交流輸電，可以利用更高的電壓從遙遠(yuǎn)的發(fā)電廠向用戶傳輸電力。交流電網(wǎng)最高的電壓等級(jí)在歐洲是400千伏，在遠(yuǎn)東各國(guó)多為550千伏，而在美洲是550千伏和765千伏。一些國(guó)家如美、意、日和前蘇聯(lián)等國(guó)曾經(jīng)期望采用特高壓1150千伏的電壓等級(jí)，而且一些試驗(yàn)線路也已經(jīng)建成并投入運(yùn)營(yíng)，但由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的原因，都放棄和淘汰了特高壓交流(UHVAC)這一電壓等級(jí)。
如今的電力基礎(chǔ)設(shè)施已難以滿足重組后電力市場(chǎng)的要求，也不能滿足信息化社會(huì)下不斷增長(zhǎng)的電力需求和比例不斷提升的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)需求。此外，電網(wǎng)擴(kuò)建和維護(hù)以至于升級(jí)改造的巨大投資亦遭受嚴(yán)重挑戰(zhàn)，現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施面對(duì)各種各樣安全威脅時(shí)已變得更加脆弱。交流同步電網(wǎng)向更大規(guī)模發(fā)展所帶來的優(yōu)勢(shì)逐漸減少，而安全風(fēng)險(xiǎn)卻愈來愈大，尤其對(duì)于規(guī)模不斷增加的互聯(lián)電網(wǎng)而言，電能通過超遠(yuǎn)距離的互聯(lián)交流系統(tǒng)進(jìn)行跨區(qū)域傳輸導(dǎo)致的電網(wǎng)低頻振蕩、電壓質(zhì)量和潮流控制等安全穩(wěn)定問題逐漸突出，甚至發(fā)生連鎖性大停電事故的風(fēng)險(xiǎn)也劇烈增加。面對(duì)電網(wǎng)發(fā)展和安全的嚴(yán)峻形勢(shì)，以及當(dāng)下充分利用可再生能源、改善大氣環(huán)境、緩解能源危機(jī)的社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)要求，必須對(duì)20世紀(jì)逐步發(fā)展壯大的傳統(tǒng)現(xiàn)有交流(AC)電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造。
如何對(duì)AC電網(wǎng)進(jìn)行升級(jí)改造，面臨兩個(gè)完全不同的選擇：一是走20世紀(jì)電網(wǎng)電壓升級(jí)改造的傳統(tǒng)老路。將現(xiàn)有國(guó)家500千伏超高壓(EHVAC)電網(wǎng)主網(wǎng)架升級(jí)改造為1100千伏EHVAC電網(wǎng)主網(wǎng)架，“建設(shè)以UHVAC主網(wǎng)架為基礎(chǔ)的智能電網(wǎng)”。二是采用21世紀(jì)出現(xiàn)的柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)和高壓直流輸電(HVDC)電力電子等新技術(shù)。無須對(duì)500千伏(400千伏)EHVAC電網(wǎng)進(jìn)行電壓升級(jí)，而是在EHVAC電網(wǎng)基礎(chǔ)上覆蓋由VSC—HVDC與LCC—HVDC組成的柔性HVDC網(wǎng)絡(luò)，以適應(yīng)大量水力、太陽能和風(fēng)力等可再生能源的安全和持續(xù)接入以及特大功率電力傳輸?shù)男枰?。這就是當(dāng)今歐美各國(guó)正在建設(shè)的含有大功率電能高速公路的現(xiàn)代化電網(wǎng)——智能電網(wǎng)，又稱超級(jí)電網(wǎng)，成為年會(huì)上專家們關(guān)注的熱點(diǎn)。智能電網(wǎng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)持久增長(zhǎng)、國(guó)家安全穩(wěn)定、未來階段能源可持續(xù)發(fā)展的最終推動(dòng)力。
圍繞“為電網(wǎng)現(xiàn)代化鋪路”主題，IEEEPES2016年會(huì)共發(fā)布了1019篇論文。這些論文基本上覆蓋了建設(shè)現(xiàn)代化電網(wǎng)——智能電網(wǎng)的全部技術(shù)，其主要內(nèi)容包括兩大部分：一是智能電網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用，二是傳統(tǒng)AC電網(wǎng)主網(wǎng)架升級(jí)改造途徑研究。經(jīng)粗略統(tǒng)計(jì)，在發(fā)布的1019篇論文中，中國(guó)學(xué)者發(fā)表的論文還比較多，約占年會(huì)論文總數(shù)的15%左右。在中國(guó)學(xué)者發(fā)表的百余篇論文中沒有一篇論述中國(guó)UHVAC輸電規(guī)劃、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的論文。
從本次年會(huì)開幕式的主旨演講和發(fā)布的1019篇論文可以看出，專家們一致認(rèn)為，長(zhǎng)期以來，人們?yōu)殡娏δ茉葱袠I(yè)建立起來的電力系統(tǒng)都以遠(yuǎn)離終端消費(fèi)者、集中、封閉的方式運(yùn)行，即使是新能源(太陽能、地?zé)崮?、風(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能等)，也主要采用傳統(tǒng)的集中、大規(guī)模發(fā)展方式，造成了大量的棄風(fēng)、棄光，并給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來新的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，也限制了新能源發(fā)展空間，成為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化的主要障礙。當(dāng)前電力系統(tǒng)正經(jīng)歷巨大的變化，導(dǎo)致這種變化的因素很多，例如可再生能源的大規(guī)模接入，日益老化的資產(chǎn)，對(duì)能源效率的要求提高，能源市場(chǎng)自由化后市場(chǎng)主體倍增從而對(duì)系統(tǒng)脆弱性的日漸擔(dān)憂等。由于運(yùn)營(yíng)復(fù)雜性的增加，需要為了電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)及運(yùn)行效率而引入更多智能，從而出現(xiàn)了“智能電網(wǎng)”的概念。
以“為電網(wǎng)現(xiàn)代化鋪路”為主題召開的IEEEPES2016年會(huì)，是打破傳統(tǒng)障礙，開創(chuàng)電網(wǎng)現(xiàn)代化新局面的一次重要學(xué)術(shù)會(huì)議?？v覽年會(huì)公布的1019篇論文可知，世界各國(guó)業(yè)界同仁和專家學(xué)者對(duì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化的目標(biāo)、方向及實(shí)施戰(zhàn)略有如下共識(shí)：
其一，建設(shè)好智能電網(wǎng)的核心——配電系統(tǒng)，為電網(wǎng)現(xiàn)代化鋪路。配電網(wǎng)是新興智能電力系統(tǒng)的核心，配電系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商所扮演的角色正面臨一場(chǎng)真正的革新。將可再生能源、分布式電源和智能電網(wǎng)技術(shù)整合入電網(wǎng)以提高電網(wǎng)可靠性并滿足能源和環(huán)境的要求，是為電網(wǎng)現(xiàn)代化鋪路的重要基石。
事實(shí)上，歷史上還沒有為大量發(fā)電機(jī)組(分散或分布式電源)而設(shè)計(jì)配電系統(tǒng)。IEEEPES2016年會(huì)上的一些論文提出，將數(shù)以百萬計(jì)的各種類型分布式資源接入電網(wǎng)并能實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行，使50%以上間歇式可再生能源滲透的同時(shí)，最大限度地降低成本和解決安全性、經(jīng)濟(jì)性的挑戰(zhàn)，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化重大的新興技術(shù)，也是電網(wǎng)現(xiàn)代化的重要基石。
其二，以柔性HVDC技術(shù)對(duì)電網(wǎng)主網(wǎng)架升級(jí)改造，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化的重大關(guān)鍵戰(zhàn)略。輸電系統(tǒng)以及由其組成的電網(wǎng)主網(wǎng)架，因其在確保電力供需平衡和整個(gè)系統(tǒng)安全中的作用而被視為電力系統(tǒng)支柱，已經(jīng)裝備有非常復(fù)雜的控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但現(xiàn)有電網(wǎng)中的大多數(shù)設(shè)備均擁有大約40年的設(shè)計(jì)壽命，大量重大投資都要求對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行起碼的更新和升級(jí)改造，IEEEPES2016年會(huì)上的一些論文提出，最有效的方式是在計(jì)劃和執(zhí)行此更新時(shí)，將創(chuàng)新技術(shù)和方案應(yīng)用融合進(jìn)去。
為改造傳統(tǒng)電網(wǎng)長(zhǎng)期累積的缺陷，適應(yīng)可再生能源滲透，提高大電網(wǎng)的可靠性，迎接傳統(tǒng)電網(wǎng)安全性和經(jīng)濟(jì)性的挑戰(zhàn)，完全沒有必要在現(xiàn)有AC電網(wǎng)上再覆蓋一個(gè)更高電壓等級(jí)的AC電網(wǎng)，而以先鋪的柔性HVDC(VSC—HVDC和LCC—HVDC)技術(shù)建設(shè)超級(jí)電網(wǎng)(Supergrid)，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)現(xiàn)代化的頂層戰(zhàn)略，當(dāng)然應(yīng)該是國(guó)家或國(guó)內(nèi)區(qū)域主電網(wǎng)升級(jí)改造的主流舉措。
超級(jí)電網(wǎng)是將現(xiàn)有的區(qū)域同步電網(wǎng)和規(guī)劃的可再生能源發(fā)電連接起來，將電能傳輸?shù)饺魏涡枰牡胤降奈磥黼娋W(wǎng)。這個(gè)電網(wǎng)的愿景還要消除擁塞的問題和在間歇性能源條件下跨區(qū)域平衡負(fù)載。它也被稱為超級(jí)電網(wǎng)或國(guó)家電網(wǎng)，是電網(wǎng)現(xiàn)代化的根本標(biāo)志。當(dāng)前世界各國(guó)制定的超級(jí)電網(wǎng)和輸電規(guī)劃都鋪用高效、先鋪的柔性HVDC(VSC—HVDC和LCC—HVDC)和FACTS技術(shù)。(作者系原國(guó)電通信中心主任)
