2月22日，35千伏春漕超導3E346的設備主人通過高溫超導電纜監(jiān)測平臺開展巡視，溫度、振動等信號均未報警，超導電纜運行一切正常。截至這天，世界首條35千伏公里級超導電纜已在上海平穩(wěn)運行了整整兩個月，總計輸送電能4618.6萬千瓦時。
雖然只有短短的1.2千米，但超導電纜無疑已成為國網(wǎng)上海市電力公司(以下簡稱“國網(wǎng)上海電力”)在科技創(chuàng)新領域的一張新名片。
超導電纜：形成電網(wǎng)堅強支撐
上海具有人口密集、產(chǎn)業(yè)密集、負荷密集、碳排密集的特點，上海電網(wǎng)是一個典型的外部饋入強、本地機組弱、資源稟賦低、新興負荷占比高、供電需求多樣的超大型受端城市電網(wǎng)。在這樣的背景下，尋求技術突破，建設超導電纜就顯得更有意義。
2021年12月22日，世界首條35千伏公里級超導電纜投運，標志著國網(wǎng)上海電力在新型電力系統(tǒng)建設領域核心技術方面取得了重大突破。該工程位于上海市徐匯區(qū)，全長1.2千米，全程排管敷設，配置兩個中間接頭，相當于4～6回同電壓等級傳統(tǒng)電纜的輸電能力，可為4.6萬戶用戶提供優(yōu)質(zhì)電能，是目前世界上輸送容量最大、距離最長、接頭數(shù)量最多的全商業(yè)化運行35千伏超導電纜輸電工程。
“超導電纜系統(tǒng)是開發(fā)難度極大的多學科復雜系統(tǒng)，在電纜設計與制造、通道建設、制冷系統(tǒng)、性能試驗、工程運維等多方面面臨挑戰(zhàn)。”國網(wǎng)上海電力科技部智能電網(wǎng)及環(huán)保處處長鄭健表示，從2016年起，國網(wǎng)上海電力就在國家電網(wǎng)有限公司和上海市委、市政府的支持指導下，攜手上海電纜研究院等科研、制造單位，組成聯(lián)合攻關團隊，對超導電纜系統(tǒng)的設計、施工、運維等六大環(huán)節(jié)進行了系統(tǒng)研究。
工程所采用的超導電纜基于全國產(chǎn)化超導帶材，在裝備研制過程中攻克了大長度絕熱管制造、大長度超導帶材繞包接續(xù)、大溫差終端絕緣設計等一系列難題，實現(xiàn)了超導電纜及其生產(chǎn)裝備自主可控，整體制造水平躋身國際一流行列。
工程實施過程中，通過超導電纜試拉試放試驗、新型工器具的研發(fā)與應用、泥水平衡頂管施工工藝等手段，克服了由于工程位于上海市中心城區(qū)而導致的施工作業(yè)空間小，由全程排管敷設而導致的內(nèi)部敷設空間小，由超導電纜本體存在內(nèi)外部絕熱管而導致的彎曲半徑大，由超導電纜本體重量大而導致的牽引難度高等一系列建設難題，保障了工程的順利實施。
示范工程投運后，超導電纜系統(tǒng)運行穩(wěn)定，整體制冷效率達到設計指標，工程技術指標達到了國際領先水平。
“該工程確立了我國在超導技術應用領域的國際領先地位，開創(chuàng)了大城市中心區(qū)域小通道大容量輸電的先河，為大城市電網(wǎng)發(fā)展提供了新的技術支撐，為城市新型電力系統(tǒng)發(fā)展增添了新的動能。”鄭健說。
虛擬電廠：開啟電網(wǎng)“無感調(diào)控”
如果說，超導電纜是基于上海的城市背景，對超大容量電能輸送方式的一種探索，那么“虛擬電廠”技術則是國網(wǎng)上海電力多年來在能源需求側領域開展的有益實踐，并已積累了大量的實踐經(jīng)驗。
2022年2月6日凌晨，正值春節(jié)長假期間，國網(wǎng)上海電力開展了2022年首次填谷需求響應。此次“虛擬電廠”的常態(tài)化啟用，不僅完成了低谷時段負備用調(diào)控能力的技術測試，為電網(wǎng)運行的安全性和經(jīng)濟性提供了技術儲備，而且驗證了“無感調(diào)控”模式的應用可行性，使上海電網(wǎng)的“虛擬電廠”技術繼續(xù)走在全國前列。
上海是國內(nèi)目前負荷峰值、區(qū)域負荷密度、負荷峰谷差最大的城市。依托“虛擬電廠”理念，發(fā)揮需求側管理“電網(wǎng)可預控、用戶愿參與”的優(yōu)勢，既可實現(xiàn)特定時段內(nèi)的負荷調(diào)節(jié)，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，又可以削峰填谷，提升電網(wǎng)的經(jīng)濟運行水平。此舉已成為匹配上海超大型城市電網(wǎng)運行的一項重要手段。
在2月6日實施的響應中，國網(wǎng)上海電力采用“日前邀約、日內(nèi)定時調(diào)用”的模式，要求建筑用能控制系統(tǒng)及電動汽車有序充電等應邀資源需具備“無感調(diào)控”能力，即在不影響用戶正常生產(chǎn)、生活秩序的前提下，用戶側智能終端自動接受需求響應調(diào)控指令，按照預置策略本地分解執(zhí)行，事后按照預定計劃自動恢復，全程無人工現(xiàn)場干預。與傳統(tǒng)調(diào)用模式相比，“無感調(diào)控”戶均影響更小、用戶積極性更強、調(diào)控精度更高、響應時效更快、電網(wǎng)調(diào)控更可靠。
“本次需求響應基于全業(yè)務流程線上貫通，通過資源直控能力測試，驗證了‘無感調(diào)控’模式的應用可行性。”國網(wǎng)上海電力客服中心需求側管理中心主任鄭慶榮說，“這也是我們加快數(shù)字化轉型，促進‘雙碳’目標實現(xiàn)的一項舉措。”經(jīng)統(tǒng)計，本次需求響應最大填谷容量為4.1萬千瓦，累計填谷電量為7.1萬千瓦時，消納清潔能源2.2萬千瓦時，
近年來，國網(wǎng)上海電力積極實施數(shù)字化賦能工程，促進“雙碳”目標在電力行業(yè)的落地，實現(xiàn)了產(chǎn)品創(chuàng)新數(shù)字化、生產(chǎn)運營智能化、用戶服務敏捷化、產(chǎn)業(yè)體系生態(tài)化。除了“虛擬電廠”技術以外，國網(wǎng)上海電力還建設智慧保電體系，實現(xiàn)保電業(yè)務與“大云物移智”新技術的融合運用，升級智慧平臺，打造保電最強大腦;建設“智慧城市能源云平臺”，使電網(wǎng)能源大腦與城市管理大腦深度融合，服務上海城市數(shù)字化轉型。
儲能標準：讓中國技術引領世界
作為“世界觀察中國電力的窗口”，不僅要靠可見的技術，還要拿出標準。
2021年9月，由國網(wǎng)上海電科院儲能團隊編制的《電力儲能系統(tǒng)-2-200部分：設備參數(shù)和測試方法-電力儲能系統(tǒng)在光儲充電站的案例研究》正式出版，這是國內(nèi)首個IEC TC 120電力儲能國際標準。
這份標準的制定者、儲能團隊負責人方陳介紹說，該標準自2017年開始籌備，中間歷經(jīng)多次提案變更、工作組變化等一波三折，通過5次會議討論后，于2019年7月正式立項。標準編制過程中，針對案例數(shù)據(jù)不夠、代表性不足等難題，項目組對國內(nèi)外電力儲能系統(tǒng)在光儲充電站的案例開展了廣泛調(diào)研，補充了豐富的國內(nèi)外案例數(shù)據(jù)。“在標準進入TC120流轉后，項目組全力以赴，及時響應，對來自三個國家共計47條修改意見進行認真修改完善。最終，標準以全票贊成的結果發(fā)布出版。”方陳說，“能為我國創(chuàng)造在該領域的一項‘第一’，此前的辛苦都不算什么。”
標準，這是國網(wǎng)上海電力正在發(fā)力深耕的領域。2018～2021年，由國網(wǎng)上海電力主導或參與編制的國際標準共有13項，其中IEC標準6項、IEEE標準6項、CIGRE報告1項。今后，全世界在開展光儲充電站建設、變壓器直流偏磁抑制裝置制造等工作時，都將依據(jù)這些出自國網(wǎng)上海電力人之手的標準。
“身在上海這樣一座國際化的超大型城市，有著更多走在世界前列的電力應用場景，這為我們開展國際標準制定帶來了便利，我們也將此項工作視作應盡之責。”國網(wǎng)上海電力科技部科研及成果管理處主管陸啟宇表示，“目前，我們已主動布局，提出電力機器人、超導電纜、碳足跡、配網(wǎng)PMU等國際標準提案5項。相信在不久的將來，將有越來越多的中國標準成為世界標準。”
2021年，國網(wǎng)上海電力大力推進成果轉化應用。21項科技成果在上海市知識產(chǎn)權交易中心掛牌交易，轉化收益310.5萬元;浦東供電公司依托成果“臨港新片區(qū)綜合能源管控平臺”開展技術服務，收益149萬元;華東電試院“電網(wǎng)網(wǎng)源協(xié)調(diào)能力評價及性能提升技術”等6項轉化成果開展項目收益分紅。
2022年，國網(wǎng)上海電力將繼續(xù)圍繞新型電力系統(tǒng)建設和新技術發(fā)展，堅持“攀高峰”和“接地氣”相結合，推動科研一體化接力運作，開展謀劃大項目、打造大示范、培育大成果、塑造大專家的“四大布局”，提升“精準投入、精心培養(yǎng)、精品產(chǎn)出”的“三精管理”，構建具有韌性電網(wǎng)特征的上海城市新型電力系統(tǒng)，持續(xù)提升新能源接入消納與低碳減排能力、電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行能力、終端電氣化和能源高效利用能力“三大能力”，打造世界觀察中國城市新型電力系統(tǒng)建設的窗口，為構建城市新型電力系統(tǒng)和公司高質(zhì)量發(fā)展提供堅強的科技支撐，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標做出積極貢獻。
科技是第一生產(chǎn)力，創(chuàng)新是第一動力。當下，國網(wǎng)上海電力立足“世界觀察中國電力的窗口”定位，實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，持續(xù)強化科技創(chuàng)新策源功能，在新型電力系統(tǒng)核心技術供給、雙碳與數(shù)字化轉型及技術標準創(chuàng)制等方面取得突破，加快打造新型電力系統(tǒng)技術新高地，全力支撐以“新能源高效消納”“打不垮”和“不停電”的韌性電網(wǎng)為特征的上海城市新型電力系統(tǒng)建設。
