作为电力系统中发电端和用户端之间的桥梁，输变电环节在满足用户用电需求、稳定电网运行等方面发挥着重要作用。随着碳达峰碳中和目标的提出，“靠天吃饭”的绿电给输变电企业带来不小的挑战。
那么，在构建新型电力系统的背景下，输变电企业在创新发展的同时，应如何助力电网安全稳定运行？“双碳”目标等对输变电企业提出了哪些新要求？输变电企业如何在求新求变中盘活更多资产？带着上述问题，本报记者近日采访了泰开集团有限公司董事长蔡韬远。
研发布局要充分考虑
电力系统和用户的新要求
记者：构建新型电力系统的目标对输变电企业提出了哪些新要求？
蔡韬远：构建新型电力系统的目标提出以后，业内龙头企业、专家纷纷进行了探索性解读，其内涵不断完善。根据目前的研究进展来看，绿色高效、柔性开放、广泛互联、安全可控是新型电力系统的主要特征，代表着电网将向高度数字化、清洁化、智慧化的方向演进。
电力装备是电力系统的重要组成部分，输变电企业研发布局要充分考虑新型电力系统建设要求，方能适应电网发展。同时输变电企业的总体思路和布局也要跟随用户要求而变化。
过去，输变电企业普遍以元件制造为中心进行布局，像高压开关、变压器、电力电子等制造商较多关注元件的可靠性，对电网整体的需求和安全缺乏关注。因此，新型电力系统的绿色低碳特征，要求输变电企业考虑设备全寿命周期的碳排放；新型电力系统的安全可控目标，要求输变电企业注重装备具有更快的反应速度，并能提前预判其性能。
记者：泰开集团等输变电企业应如何支撑新型电力系统建设？
蔡韬远：根据“十四五”能源领域科技创新规划，结合新型电力系统要求及国内外技术发展，我们在坚持常规产品迭代升级的同时，将深度参与新型电力系统创新技术联盟（以下简称“联盟”），以联盟提出的技术攻关项目为载体，结合公司在直流配网、用户侧储能方面的前期技术优势，与各专项规划统筹衔接，进一步开发新型电力系统配网侧市场需求。
例如，核电作为常规惯量电源，对稳定电网质量、支持“双碳”目标实现具有重要意义。其中，核安全级开关电器设备及核心元件国产化是我们研究开发攻关的重点，正持续加大研发投入，为实现核电设备国产化、构建稳定的新型电网作出贡献。同时，我们依托在技术研发、场景应用、课题研究等方面的工程优势和实践经验，积极参与相关标准制订，为关键技术标准建设提供案例和经验。
未来，新型电力系统将呈现数字与物理系统深度融合，源网荷储各环节、多要素之间深度协同互动的态势，输变电企业将在绿色制造、设备环保、设备状态感知与数字化等方面开展研究，持续打造信息化、集约化、绿色化的产品和服务，为用户创造价值。同时，输变电企业应以能源、科技等总体规划为纲，与专项研究课题统筹衔接，不断提高对新型电力系统特点和运行机理的认识，并做好产业链、创新链上下游联合工作，推动技术发展和产业升级，实现与新型电力系统全面对接。
并网设备从“跟网型”
向“构网型”转变
记者：高比例可再生能源电力、高比例电力电子装备是新型电力系统的主要特征，输变电行业未来发展面临哪些挑战，应如何应对？
蔡韬远：高比例新能源电力系统呈现两方面的主要特征变化：一方面，新能源发电具有间歇性和不确定性；另一方面，新能源并网控制特性与常规电源差异大，需要大量电力电子器件持续接入，使得电网运行特征发生转变。发电的间歇性和不确定性，以及逐渐的电力电子化，是电网安全运行面临的新挑战。
实现电网稳定运行，关键靠各项输变电装备性能提升和创新技术应用。因此，要快速适应电网变化提出的新技术要求，改变以往被动满足电网要求的工作思路，是输变电行业面临的共同课题和挑战。
输变电企业应把握难得的发展契机，紧随国家战略导向，在技术研发、人才引进、管理模式、生产组织等方面不停探索和实践。同时需强化在电力电子方向的技术积累，坚持不懈、练足内功，站在传统设备技术的基础上，勇于迈出向电力电子化转变的步子。
在电力电子设备方面，目前我们的产业布局主要集中在电能质量治理、储能、直流等领域。面对新型电力系统建设要求，我们将重点研究友好型并网技术，把并网设备从“跟网型”向“构网型”转变。储能是未来电力系统的重要角色，因此需重点研究下一代安全、高效、绿色储能，在源网荷储各个领域发挥作用。直流方面，则是把直流配网作为研究重点，包括换流阀、电力电子变压器、断路器、负荷均衡等，旨在建立全面的“直流生态”。此外，泰开集团正积极开展智能化、数字化转型研究，将设备和服务融入信息网，为用户提供全方位服务。
通过数字化改造提升
装备柔性化调节能力
记者：输变电企业为何要向智能化和数字化转型？
蔡韬远：新能源大规模接入会导致频率越限风险增加、系统电压稳定问题突出、高占比地区暂态过电压严重、功角稳定特性复杂、宽频震荡现象频发等问题，因此新型电力系统稳定、柔性可控将是基本要求。
其中，柔性可控基于电网系统的状态感知，传统设备需智能化升级，利用全方位的设备状态感知等数字化技术，再配合边缘计算等分析判断，最终实现智能化控制。这要求输变电企业必须进行全系列数字化改造，从设计、制造、运维等方面全方位实现数字化升级，建立数字化工厂，满足电力系统柔性化要求。
具体而言，在产品方面，要对传统电力装备进行数字化升级，将传感器、智能监控单元植入传统高压输变电设备，研发分闸时间更短的快速开关、无级调压多功能柔性变压器，配合SVG（静止无功发生器）等设备，实现交流输变电系统柔性化；加紧研制柔性直流输变电装备，包括直流断路器、直流变压器、换流阀、电能路由器等，构建交直流混合柔性互联输配电系统。
记者：输变电企业还需重点布局哪些关键技术？
蔡韬远：根据联盟重大技术联合创新框架，其中33项与电力装备制造相关，这些都是我们需要重点关注和布局的方向。其中，在发电领域，要研究新能源直流汇集、直挂储能支撑等关键技术，目前新型直挂式储能设备已在珠海三角岛海上风电储能工程安全运行；在输变电领域，研究高压大容量直流开断技术、国产化功率半导体器件替代技术，我们研发的500千伏直流断路器已应用于张北柔性直流输电示范工程；在配电领域，研究直流变压、高效电能变换、中压柔性互联等关键技术，研发的多端口电能路由器设备已应用于国家重点研发计划东莞数据中心示范工程，三端口直流故障电流控制系统已应用于珠海唐家湾中压柔性配电示范工程。
相关的智能化、数字化、一二次融合等装备将随着新型电力系统建设迭代发展，能源系统数字化技术将为新型电力系统数字赋能，助力建设智慧电网。同时，电力电子化水平提高，使得保护、二次系统、调度等环节相对于传统电网都发生了较大改变，尤其是大规模新能源并网和交直流混合更是增加了电力系统的复杂程度和不确定性。对此，我们将依托先进的在线仿真平台，与中国电科院及各省电科院、高校合作，开展新型电力系统仿真技术研究，探索设备和系统解决方案。
