學術報告收獲體會

1、能源互聯(lián)網(wǎng)收獲與體會報告人孫宏斌（清華大學電機系）此次孫宏斌教授的報告主題是能源互聯(lián)網(wǎng)，孫教授從why（為什么）、what（是什么）、how（怎么做）三個層面對能源互聯(lián)網(wǎng)進行闡述。首先報告人提出為什么要提出能源互聯(lián)網(wǎng)。分析現(xiàn)狀可知，現(xiàn)有能源系統(tǒng)面臨三大重要挑戰(zhàn)：1.能源生產(chǎn)不可持續(xù)，需要提高可再生能源比例；2.能源使用效率低，需要提高能源使用效率；3.能源行業(yè)內向保守，需要實行能源體制革命。然后報告人闡述了能源互聯(lián)網(wǎng)有何特征。從能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構來看，分為物理互聯(lián)和數(shù)據(jù)互聯(lián)兩個層面。1.物理互聯(lián)層面是“能源系統(tǒng)的類互聯(lián)網(wǎng)化”，利用互聯(lián)網(wǎng)理念對現(xiàn)有能源系統(tǒng)進行改造，使能源系統(tǒng)具有類似于互聯(lián)網(wǎng)的

2、某些優(yōu)點，主要表現(xiàn)為：多能源開放互聯(lián)，電、熱、冷、氣、油、交通等多能源耦合互補；能量自由傳輸，表現(xiàn)為遠距離、高效、大容量、雙向、端對端、選擇路徑、無線傳輸?shù)?；開放對等接入，具有良好的可擴展性和即插即用性。2.數(shù)據(jù)互聯(lián)層面是“互聯(lián)網(wǎng)+”，為信息互聯(lián)網(wǎng)在能源系統(tǒng)的應用和融入。通過互聯(lián)網(wǎng)技術將設備數(shù)據(jù)化，所有主體自由聯(lián)接，形成能源互聯(lián)網(wǎng)“操作系統(tǒng)”，主要體現(xiàn)為：能源物聯(lián)，在不影響安全等前提下實現(xiàn)信息的最大化共享；能源管理，不同能源類型的分布式協(xié)同管理和源、網(wǎng)、荷、儲的實時互動優(yōu)化；能源互聯(lián)網(wǎng)市場，為能源的自由交易和眾籌金融提供平臺，實現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)各要素的共生共贏。另外，能源互聯(lián)網(wǎng)又具有開放、互聯(lián)、以

3、用戶為中心、分布式、共享、對等等理念及特性。開放：開放是能源互聯(lián)網(wǎng)的核心理念，表現(xiàn)為：多類型能源的開放互聯(lián)、各種設備與系統(tǒng)的開放對等接入、各種參與者和終端用戶的開放參與、開放的能源市場和交易平臺、開放的能源創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)環(huán)境、開放的能源互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈、開放的數(shù)據(jù)與標準等?；ヂ?lián)：互聯(lián)為能源的共享和交易提供平臺，創(chuàng)造價值，包括：多種能源形式的互聯(lián)、多類能源系統(tǒng)的互聯(lián)、多異構設備的互聯(lián)、各類參與者的互聯(lián)等。以用戶為中心：以用戶為中心是在商業(yè)模式成功的關鍵，滿足用戶不同品位的用能、生產(chǎn)和交易能源的需求。分布式：分布式是重要動力，光伏等適合分布式，用戶也將成為分布式的能源產(chǎn)消者共享：共享是能源互聯(lián)網(wǎng)的精神，通過

4、共享實現(xiàn)資源的高效化利用。對等：對等是能源互聯(lián)網(wǎng)的重要形態(tài)，打破壟斷，去中心化，不同參與者處于對等位置。最后，報告人提出雖然能源互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)取得一些成績，但是還需要突破一系列技術，即怎么做。能源互聯(lián)網(wǎng)的問題：1.多能源網(wǎng)絡的耦合：包括設備級技術、系統(tǒng)級技術、市場機制和運營模式等層面的關鍵技術。2.開放環(huán)境下的信息-能量耦合：包括能量信息融合、信息-能量耦合系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性、基于數(shù)據(jù)科學管理與運行模式等。3.多能流能量管理問題：多能流耦合、多時間尺度、多管理主體。聆聽完整個報告，我不禁對于能源互聯(lián)網(wǎng)充滿了憧憬，從其設想中我不僅感受到了前沿科技的巨大魅力，使我為現(xiàn)代技術發(fā)展而驚嘆，同時也知到了要實現(xiàn)

5、該技術所需要面臨的艱難困阻，使我為科學技術的來之不易而感嘆。電力系統(tǒng)中的碳捕集技術及其應用收獲與體會報告人康重慶（清華大學電機系）此次康重慶教授的報告主體是電力系統(tǒng)中的碳捕集技術及應用。隨著科技社會的發(fā)展，人類活動所排放的溫室氣體不斷增加，溫室效應不斷加劇。其中，排放的二氧化碳所產(chǎn)生的溫室效應占到所有溫室氣體總溫室效應的77%；上，在此背景下，發(fā)展低碳經(jīng)濟已經(jīng)逐漸成為國際社會的共識，而電力行業(yè)作為最大的二氧化碳排放部門，實現(xiàn)電力行業(yè)的低碳化發(fā)展，將是應對全球氣候變化、推動低碳經(jīng)濟、實現(xiàn)電力可持續(xù)發(fā)展的核心戰(zhàn)略。因此電力系統(tǒng)中的低碳化的研究也具有了巨大的現(xiàn)實意義。碳捕集和封存技術（CCS是當前最

6、受關注白氐碳技術之一，CCS技術通過將二氧化碳從排放源排放的氣體中分離出來，輸送到安全的封存地點，從而實現(xiàn)二氧化碳與大氣的長期隔絕。報告人在分析了發(fā)展背景之后，又講述了碳捕集的技術環(huán)節(jié)及其發(fā)展前景。CCSK術主要包括捕集、傳輸與封存3個環(huán)節(jié)，其中與發(fā)電廠緊密相關的主要是捕集環(huán)節(jié)。從其現(xiàn)有的技術條件及其發(fā)展前景來看，電廠的碳捕集技術主要分為三種技術路線：1.燃燒后捕集，是指對電廠燃燒后的煙氣實施二氧化碳的分離與捕集，該方式不改變電廠原有的發(fā)電流程，適用范圍廣，可運用于現(xiàn)有的絕大數(shù)電廠之中；2.燃燒前捕集，是指在碳基燃料燃燒前先將其化學能從碳元素中轉移出來，然后再將碳和攜帶能量的其他物質分離；3.

7、富氧燃燒捕集，是指以純氧代替空氣作為助燃劑在燃燒前即去除了大量的氮，這將使得燃燒后煙氣中的主要成分僅為二氧化碳和水蒸氣，通過脫水即可回收得到高濃度的二氧化碳。與電廠中一般的脫硫、脫硝或除塵等附加系統(tǒng)所不同的是，碳捕集系統(tǒng)的能耗巨大、流程復雜，并且與電廠的發(fā)電循環(huán)聯(lián)系緊密，具有復雜的運行機理。并且與傳統(tǒng)的火電廠相比較，在靈活的運行機制下，碳捕集電廠可以通過調整對碳捕集系統(tǒng)的能量供應，快速改變其凈發(fā)電出力，從而使電廠具備良好的調整特性。盡管引入CCS技術將使發(fā)電機組的發(fā)電效率與同類非捕集機組相比有一定程度的下降，從而帶來額外的發(fā)電成本，但卻可以利用其良好的調整能力，實現(xiàn)其與不同類型電源的協(xié)調運行，

8、為電力系統(tǒng)的運行提供有價值的輔助服務。在低碳經(jīng)濟的背景下，將碳捕集技術與以風電為代表的可再生能源技術結合起來，通過引入碳捕集電廠并實施靈活的運行機制，可以利用其良好的調峰能力和調節(jié)性能，實現(xiàn)與風電的協(xié)調運行，并提高電力系統(tǒng)對于大規(guī)模風電裝機并網(wǎng)的支撐能力。通過此次報告，了解了碳捕集技術在現(xiàn)代電力行業(yè)中的發(fā)展前景，但是令人遺憾的是現(xiàn)代還沒有十分成熟的技術實現(xiàn)碳捕集技術在電力系統(tǒng)中的應用。不過相信隨著技術的發(fā)展，這些問題必定能被解決，科技的發(fā)展與生存環(huán)境的改善可以兼得。寬禁帶電力電子發(fā)展及展望收獲與體會報告人盛況(浙江大學)電力電子器件是電力電子技術的重要基礎。由于傳統(tǒng)的硅電力電子器件的性能已經(jīng)逼

9、近其材料極限，很難再大幅提升硅基電力電子裝置的性能。以碳化硅和氮化錢為代表的寬禁帶半導體器件比硅器件具有更優(yōu)的器件性能，成為電力電子器件新的研究發(fā)展方向。隨著成本的降低和材料質量的提高，寬禁帶半導體器件的市場會逐漸打開，在電力電子市場更充分的發(fā)揮其優(yōu)勢。報告人首先分析了SiC器件的發(fā)展情況。SiC功率二極管有三種類型：肖特基二極管(SchottkyBarrierDiode,SBD)、PiN二極管和結勢壘肖特基二極管(JunctionBarrierSchottky,JBS)。SiC單極型器件：1.SiCMOSFET,功率MOSFETM有理想的柵極絕緣特性、高速的開關性能、低導通電阻和高穩(wěn)定性；2

10、.SiCJFET,SiCJFET是碳化硅結型場效應管，具有導通電阻低、開關速度快、耐高溫及熱穩(wěn)定性高等優(yōu)點。SiC雙極型器件：1.SiCBJT,與傳統(tǒng)SiBJT相比，SiCBJT具有更高的電流增益，更快的開關速度及較小的溫度依賴性，不存在二次擊穿問題，并且具有良好的短路能力；2.SiCIGBT,SiCMOSFET勺通態(tài)電阻隨著阻斷電壓的上升而迅速增加。在高壓領域，SiCIGBT將具有明顯的優(yōu)勢；3)SiCGTQ在大功率開關應用中，晶閘管以其耐壓高、通態(tài)壓降小及通態(tài)功耗低而具有較大優(yōu)勢。近年來隨著能源危機的加重、節(jié)能減排的需要以及一些高端電能變換的要求，國際上研究GaN器件的熱點逐漸轉向應用于電

11、能變換領域的GaN電力電子器件。寬禁帶半導體材料GaN具有禁帶寬度大、飽和電子漂移速度高、臨界擊穿電場大和化學性質穩(wěn)定等特點。因此基于GaN材料制造的電力電子器件具有通態(tài)電阻小、開關速度快、高耐壓及耐高溫性能好等特點。與SiC材料不同，GaN除了可以利用GaN材料制作器件外，還可以利用GaN所特有的異質結結構制作高性能器件。GaN可以生長在Si、SiC及藍寶石上，由于在價格低、工藝成熟且直徑大的Si襯底上生長，GaN具有低成本、高性能等。當前，硅半導體器件應用廣泛，從高技術應用領域到傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，特別是一些重大工程如三峽、特高壓、高鐵、西氣東輸?shù)?，乃至照明和家電等，都起到了至關重要的作用。由此可見

12、，硅電力電子器件待開發(fā)的應用空間仍舊十分廣闊，市場前景仍較好。但是，硅電力電子器件本身的技術、制造工藝發(fā)展空間已經(jīng)不太大了。而SiC和GaN寬禁帶電力電子器件則由于其突出的優(yōu)勢，代表著電力電子器件領域未來的發(fā)展方向因為寬禁帶器件的使用還不夠成熟，且在價格上寬禁帶器件并沒有優(yōu)勢，而且考慮到安全性、市場使用慣性，完全接受寬禁帶器件還需要一定的時間。SiC和GaN寬禁帶電力電子器件在將來雖不太可能全面取代硅功率MOSFETIGBT和GTO（包括IGCT）。但是，從長遠看，有可能形成如下一種格局：SiC電力電子器件將主要用于1200V以上的高壓工業(yè)應用領域，GaN電力電子器件將主要用于900V以下的消

13、費電子、計算機/服務器電源應用領域。直流-直流自耦變壓器收獲與體會報告人文勁宇（華中科技大學）文勁宇教授在報告提出了一種直流-直流自耦變壓器的拓撲，用于互聯(lián)兩個電壓等級不同的高壓直流系統(tǒng)。常規(guī)的隔離型直流-直流變換器一般需要經(jīng)過直流-交流-直流兩級交/直變換，兩個互聯(lián)的直流系統(tǒng)之間沒有直接的電氣連接，而直流自耦變壓器所互聯(lián)的兩個直流系統(tǒng)之間有直接的電氣連接，只有部分互聯(lián)功率需要經(jīng)過兩級交流/直流變換。為此，直流自耦變壓器所使用的換流器總容量低于常規(guī)直流-交流-直流變換技術。報告詳細介紹了直流自耦變壓器的拓撲，推導了直流自耦變壓器中每個換流器的額定直流電壓和額定功率的設計方法，設計了直流自耦變壓

14、器的控制策略，在PSCAD/EMTDC下仿真驗證了直流自耦變壓器的可行性。報告人從以下三個方面介紹直流-直流自耦變壓器：1）直流自耦變壓器拓撲及額定參數(shù)設計2）直流自耦變壓器的控制3）直流自耦變壓器的擴展技術本報告提出了一種直流自耦變壓器的拓撲。該拓撲與常規(guī)直流-交流-直流變換技術相比的優(yōu)點有：1）常規(guī)直流-交流-直流變換技術所有傳輸?shù)挠泄β识夹枰?jīng)過兩級交流/直流變換，而直流自耦變壓器中僅部分傳輸?shù)挠泄β市枰M行兩級交流/直流變換，為此直流自耦變所需要的換流器容量遠低于常規(guī)直流-交流-直流變換技術。2）由于僅部分傳輸?shù)挠泄β市枰M行兩級交流/直流變換，直流自耦變的損耗遠低于常規(guī)直流-交

15、流-直流變換技術。3）由于另一部分功率可以通過直接電氣連接進行傳輸，直流自耦變所使用的交流鏈路容量也遠低于常規(guī)直流-交流-直流變換技術。輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)收獲與體會報告人李劍（重慶大學）物聯(lián)網(wǎng)是指“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”，通過射頻識別、傳感器、全球定位系統(tǒng)等，按約定的協(xié)議，把物品與網(wǎng)絡連接起來，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。目前物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)的應用還較為簡單，智能用電系統(tǒng)與智能電表的聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在電網(wǎng)的初步應用，尚未在電網(wǎng)設施運行安全監(jiān)控與電力資產(chǎn)優(yōu)化管理方面得到應用。因此，將輸變電設備智能化技術與物聯(lián)網(wǎng)技術結合建立輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)，將對我國智能電網(wǎng)的建設起著重要的作用

16、。輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)是一個以物聯(lián)網(wǎng)為基礎的輸變電設備智能監(jiān)測、狀態(tài)評估和全壽命周期管理一體化系統(tǒng)。在分析輸變電設備智能化關鍵技術的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題基礎上，李劍教授提出了一個基本思路：通過研發(fā)輸變電設備全景信息模型、感知體系、通信模型與接口規(guī)范、集成平臺及全壽命周期管理等關鍵技術，建立與智能電網(wǎng)發(fā)展相適應的輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)。最后，探討了輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)的應用前景。李劍教授的報告，針對物聯(lián)網(wǎng)技術與我國智能電網(wǎng)建設規(guī)劃的關系，提出了輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術的研究思路，和輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)的應用前景。本報告以構建感知互擬從以下5個方面開構建具有自治協(xié)同能在開發(fā)和完善輸變電設備智能化的關鍵技術的基礎上,動

17、、自治高效和安全可靠的輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為目標,展相關關鍵技術研究與開發(fā)：1）輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)體系架構及全景信息模型研究。力的輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)的信息感知、數(shù)據(jù)傳輸、信息集成融合以及智能分析應用等分層分布式體系架構，研究輸變電設備全景信息模型標識體系及其適配方法，建立輸變電設備全景信息模型及其規(guī)范。2）輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)一體化智能監(jiān)測裝置研制。針對輸變電設備全景信息及通訊模型與接口規(guī)范，研制支持輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)測傳感器，開發(fā)分布自治能力的一體化智能監(jiān)測裝置，適用于構建變電站、輸電線路與換流站設備物聯(lián)網(wǎng)。3）輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)通信模型與接口體系構架研究。研究適用于變電站、輸電線路與換流站的物

18、聯(lián)網(wǎng)信息交互技術，研究基于IEC標準的輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)的通信模型與傳輸實體之間的接口規(guī)范，建立輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)的通信架構。4）輸變電設備全景信息集成平臺研發(fā)。研究基于IEC標準的輸變電設備全景信息的集成、共享和協(xié)同處理技術，以及公共安全信息的接入與共享技術，研發(fā)輸變電設備一體化全景信息集成平臺5）輸變電設備全壽命周期管理系統(tǒng)研發(fā)。研究基于全景信息的輸變電設備綜合評估方法，覆蓋輸變電設備故障診斷、狀態(tài)評估、事故預警、狀態(tài)維修、故障處置、資產(chǎn)管理等的全業(yè)務功能，開發(fā)基于技術性與經(jīng)濟性分析的輸變電設備全壽命周期管理系統(tǒng)，制定基于物聯(lián)網(wǎng)的輸變電設備全壽命周期管理規(guī)范與標準體系。輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)滿足輸變電設備信息獲取的實時性、準確性、全面性的需求，實現(xiàn)數(shù)據(jù)模型和通信接口的標準化、規(guī)范化，并實現(xiàn)全壽命周期管理，可應用于各級電力企業(yè)。通過建立輸變電設備物聯(lián)網(wǎng)