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风口下的能源互联网 电力电子亟需夯实

日期:2019-09-29 人气:27

    【容商智能制造网 智造快讯】电力电子是能源革命和能源互联网的基石,也是能源互联网的物质基础,关系到整个能源产业链的安全问题。”

    9月20日,在清华大学、国家能源互联网产业及技术创新联盟主办,中车株洲电力机车研究所有限公司(以下简称“中车株洲所”)承办的2019国家能源互联网大会上,中国工程院院士、中车株洲所首席科学家丁荣军如上表示。

    在丁荣军院士看来,企业大举布局之时,作为能源互联网基石产业的电力电子仍需夯实。如何实现这一产业的突围,保障能源互联网安全,依然任重而道远。

    电力电子亟待夯实

    全球新一轮科技革命孕育兴起,正深刻影响产业发展格局。伴随智能化、网联化、电动化、无人化等新技术在社会各个领域的广泛应用,智慧能源的时代已经来临。

    “进军能源产业是中国中车振兴高端装备制造业的重要战略决策之一。预计2020年,中车株洲所风电产业规模将突破100亿元,成为中车继轨道交通产业之外的另一支柱性产业。”中国中车集团有限公司(以下简称“中车集团”)副总裁王军说。

    作为全球领先的铁路车辆制造商,中车集团进军能源产业成为重要的战略决策之一。近年来,中车集团持续加强对能源产业的资源投入,形成了成熟完整、富有竞争力的能源产业链布局。

    “旗下子公司中车株洲所历经60年创新发展,形成了电气传动与自动化、高分子复合材料应用、新能源装备、电力电子器件四大产业板块,并在能源互联网产业拥有如风电装备、光伏发电、电动汽车、微电网、储能、变流装置、IGBT、传感器等技术和产品。”王军表示。

    “能源互联网是先进的传感器控制,加上软件应用程序,将能源生产端、传输端、消费端连在一起,达到能源互联的目的。简言之,能源互联网=电网的架构+分布式能源+互联网思维。”丁荣军说。

    据丁院士介绍,作为在柔性直流输电领域具有独特优势的电子器件, IGCT近几年迅猛发展。除了在电网领域应用外,在轨道交通、新能源汽车以及风电领域,IGCT也得到了较多的应用。

    “应看到,由于目前集成驱动系统比较强,所以IGCT在安装方面不是很方便,特别是因为它的电压和电流,本身的容量比较大。”丁荣军提出,“在6英寸碳化硅生产领域,我建议产学研应结合起来,希望有关高等院校和科研院所做碳化硅研究的科研人员能到中车所的实验室来一起做合作研究。目前我们与清华大学联合开展的IGCT—Plus应用和研发,正在持续推进。”

    在丁荣军院士看来,电子器件发展的呼声已越来越高,特别是中美贸易摩擦之后,不少领域被禁止。从国外产业来说,不少企业进入较早,很多产业链已经完善,中国相比仍有一定差距。

    “国内企业,尽管从事半导体的企业较多,但我们的实力依然不够强大,产品也不够完善。还有很多企业主要做代加工业务,没有设计能力,整体技术水平还有待提高。”丁荣军分析,“器件的发展必须借助产业的发展,只有产业的拉动,才能支持我们技术的升级。他建议,建立国家级电力电子器件创新中心,以支持和培育我国电力电子器件整个领域的原始创新能力。”

    配电网准入是互联关键

    电力电子领域之外,能源互联网产业仍需解决诸多问题。

    “首先是要大幅度提高电力的需求,提高在能源系统中电力的比例,这可以解决能源互联网中若干个在技术上难以解决的问题,是我们必须考虑到的。”国家应对气候变化战略研究和国际合作中心原主任李俊峰表示。

    李俊峰指出,其次要解决好大规模污染问题。“我们必须大幅度提高电力中非化石能源发电的比重,目标是到2050年达到80%左右。同时,还要解决好低碳化的问题,以改善环境,应对气侯变化和可持续发展。”

    “因此,能源互联网产业需要具有互联网的思维,才会有大规模的发展。在夹缝中求生存,把不可能变成可能,推动能源系统的改革与进步,并建立一个共享共赢的生态圈和产业链。”李俊峰说。

    在北京智中能源互联网研究院董事长李凤玲看来,能源互联网的发展承载并推动着“协同创新”的能源生态建设,但目前的能源互联网要想真正实现互联,仍有不小难度,面临诸多阻碍。

    “受困于“分散”运营,目前储能应对不确定性突发事件的能力依然有限。众多分散的可再生能源直接接入配电网,正在影响配网的接受消纳能力。这些单一的要素,尽管很活跃,但如果不能形成深度的互联,或者说不能实现能源互联网,其效益在发挥上必将存在局限性。”李凤玲说。

    李凤玲董事长强调,配电网市场准入已成为泛在能源深度互联的关键。应突破瓶颈和难点,即配电资产的权属、电压等级、交易成本的确定以及处理好协同关系。

    “市场秩序的主导者在政府,政府敢于主导是关键。建议政府层面,尤其是地方政府提高对安全性以及更节能、更低碳和更有效率的认知;改变能源管理方式和思维定式,向科学精细化管理转变;以综合能源规划为蓝图,指导专项能源及分布式能源规划,避免专业性垄断行业借助专项能源规划‘跑马圈地’,影响分布式能源及综合能源发展;对社会资本开放需求侧分布式能源市场,根据综合能源覆盖区域及其体量,合理确定自主建设相应等级的配电网,在以能源基础设施为前提的限定条件下,以同等条件取得土地等配套资源。”

    在如何应对能源市场化改革的关键技术探讨中,北京清能互联科技有限公司总经理汪洋表示,能源互联网的价值根本上要实现多能源、全流程,全周期的协同优化,降本增效。他建议发电企业,要处理好几个关键问题,即如何建立一个热力学模型,来应对各种报价以及自身生产的优化;如何做好市场决策,以逐步建立对于整个市场价格波动的判断;如何建立一个完善的运营平台,以实现企业管控的协同优化。

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