学科交叉融合推动能源电力科技进步

　　4月27日，第五届中国电力发展和技术创新院士论坛暨中国电力科学研究院“二零八科学会议”在京举办。中国工程院院士、中国电科院院长郭剑波表示：“随着知识创新理论研究的发展和开放式创新研究的不断深化，学科的交叉与融合已经成为科技创新的重要驱动，在新一轮工业革命兴起的大背景下，创新成果在不同学科彼此交叉和相互渗透的过程中不断涌现，并逐渐成为当今科技发展的重要时代特征。我们携手通过传播和共享科技资讯，探索合作和共谋发展之道，不断推动我国能源及电力科技进步。”

　　电网安全运行面临前所未有的挑战

　　截至2016年底，国家电网特高压运行规模达“六交五直”，是世界上唯一同时运行特高压交直流的电网，其中直流输电容量占世界总容量的46%，跨区跨省输电能力超过1.6亿千瓦，特高压交直流互联电网、电力大规模跨区输送已成为国家电网的典型特征。

　　中国电科院总工程师、电网安全与节能国家重点实验室主任汤涌强调：“随着电网格局与电源结构的不断调整，电网特性发生了深刻而复杂的变化，电网安全面临前所未有的挑战，主要体现在三个方面。一个是电力电子特征凸显，连锁故障风险增加，多时间尺度动态过程相互影响，稳定形态更加复杂，仿真分析难度加大。第二是故障对互联电网联络线的冲击日趋严重，功率波动引发全网连锁故障风险显著增大。第三是电源结构发生深刻变化，受端电网电压稳定问题日益突出。”

　　随着我国特高压、新能源发电的快速发展，交直流互联电网故障形态日趋复杂，局部故障逐渐转变为系统性连锁故障的可能性增大，我国互联电网的系统性安全风险显著增大。就在4月21日，美国纽约、旧金山、洛杉矶三大城市同时发生了大规模停电，地铁、交通、航空等行业均因此受到重大影响，电网发生大停电的风险十分严峻。

　　对此，汤涌认为：“应对电网安全稳定运行面临的挑战，主要采取以下技术措施：第一是掌握电网特性的仿真分析技术，第二是掌握互联电网联络线功率分析与控制技术，第三是对受端电网电压稳定评估与控制技术。”

　　仿真中心为互联电网提供安全保障

　　据了解，国家电网仿真中心由数模混合仿真实验室、超级计算中心、多时间尺度仿真软件以及国家电网仿真计算数据中心四个部分组成。该仿真中心是电网安全与节能国家重点实验室和电力系统仿真国家工程实验室的重要组成部分，同时也是国家电网重点实验室。

　　汤涌指出，数模混合仿真实验室采用先进的数字和物理模型组合技术，构成兼有物理和数字技术特点的数模混合式电力系统实时仿真装置，可以接入实际物理装置进行仿真，能比较精确地反映交直流互联电网的物理现象，是认知交直流互联电网运行特性的基础研究平台，是支撑电网工程建设和运行的强有力仿真工具。

　　“总的来说，国家电网仿真中心可以全方位地分析电网运行规律，掌握特高压交直流互联电网的运行和控制机理，为特高压交直流互联电网的规划、建设和运行提供安全保障。”汤涌解释说。

　　面对世界上规模最大、结构最复杂的特高压交直流互联电网，确保我国电网安全稳定运行的难度和复杂度在世界范围内前所未有。结合采用各种先进技术手段后，我国特高压交直流互联电网整体运行情况良好，从未发生大停电事故。同时，电网大范围优化配置能源资源的能力得到大幅提升。

　　学科交叉开放共享是现代科技发展趋势

　　“先进电工材料的开发与应用能够为电气工程学科带来革命性的影响，既是国家的重大战略需求，也是学科自身的发展方向。对于推广先进电工材料的发展，不仅能够突破传统电力电工材料的物理极限，更为拓宽能源事业开辟了新的学科方向。”中国科学院院士程时杰认为，先进电工材料的开发与应用需要与物理、材料和化学等学科交叉融合，这是现代科学技术发展的必然趋势。电力作为能源技术革命的主力，在已有技术的基础上需要进一步开展材料创新的探索。

　　相对于电力技术本身的融合发展，中国科学院周孝信院士表示：“材料的先进性是引领未来能源领域颠覆性突破的一个方向。例如，传统的架空线能不能被地下输电所代替，这需要产品材料在价格与质量上具有先进性、可行性，需要学科间相互交叉、开放共享，以信息融合的角度来扩展能源产业。”

　　此外，中国科学院院士陶文铨、范守善、何满潮、高德利、邹志刚分别就能源、材料、岩石工程等领域作了主题演讲。中国电科院新能源研究中心主任王伟胜以《关于新能源消纳能力的思考》为题作专题报告。会议通过各位院士、专家在各研究领域的前沿报告，分析机遇、总结问题，增进学科交叉融合，加速协同创新，促进中国电力科研事业蓬勃发展。