记者：唐婷朴淑瑜

    主任：梁曦东

    时间：2007年3月8日

    地点：清华大学电力系统及发电设备安全控制和仿真国家重点实验室

    ■编者按

　　电力行业在我国国民经济中占有重要地位。数据显示，英国全国发电机装机总容量大约是7千万千瓦，而我国2004年、2005年、2006年每一年新增的发电机容量就相当于，、甚至超过英国全国发电机装机总容量，据预计2007年我国新增的发电机容量还将会超过7千万千瓦。

　　在电网这样一个庞大且高速运转的网络里，必须时刻保持发电和用电的平衡，如果不平衡就很危险了。在我国，较大比例的电能需要通过远距离大容量输送，这类问题就更突出。所以以提高电能系统的安全、稳定运行水平为宗旨的安全预警、保护和现代控制理论与技术的研究是保证我国电力系统安全、高效运行必须攻克的课题。

　　记者：梁主任，您既是这个实验室的主任，同时还是清华大学电机系的系主任，想必这二者之间联系非常紧密吧？

　　梁曦东：可以这样说。我们这个国家重点实验室1989年经国家计委批准，由高景德校长、倪维斗副校长负责，依托清华大学，在电机系的电力系统动态模拟实验室、电机实验室和热能系的大机组仿真实验室、热力系统控制实验室的基础上建设起来。

　　十几年来，我们承担了973、自然科学重大基金等一系列国家重要科研课题，取得了一系列重要研究成果，获得二十多项国家科技奖，1998年在教育部的评估中列小组第一，2003年在国家科技部的评估中被评为优秀。

　　我们实验室是我国在电力行业方面设立的以电网研究为主的唯一一个国家重点实验室，研究方向和范围涵盖了从发电厂的锅炉、发电机，到输电网，到配电网，再到电力用户等各个环节的方方面面的问题。重点实验室的主要部分在电机系，还有一部分在热能系。热能系主要研究如何把煤炭中的化学能转化为电能的发电设备的问题，电机系则更关注如何将电能安全经济地传输到千家万户中去的问题。

　　记者：电与老百姓的日常生活密切相关，很难想象没有电，我们的生活会是怎样。

　　梁曦东：是的。包括电力系统与电力设备的广义电力行业在我们国家是非常大的一个行业，这可以用两个数字来说明。

　　首先，我们和国外比较来看，英国全国发电机装机总容量大约是7千万千瓦，而我国2004年、2005年、2006年每一年新增的发电机容量就相当于甚至超过英国全国发电机装机总容量，据计2007年我国新增的发电机容量还将会超过7千万千瓦。也就是说，近几年我们每年都要新增加一个英国的装机容量。这足以说明，我们服务对象的体量有多么大。

　　我们再来看电力和国内其他行业的比较。据国际能源署的一份资料估计，从本世纪初到2020年，我国在能源行业的投资将达到20万亿人民币，这其中的80％会投资到电力行业。由此可见电力行业在我国国民经济中的重要地位。

　　电力行业的重要性可以说是不言而喻，但是电网这个庞然大物同样也很脆弱。为什么说它脆弱呢？这主要是因为电能是不能存储的。

　　全世界几乎所有商品从生产到流通到消费各个环节都有一个过程，在这个过程的各个环节里，商品都能留存一些，于是生产和消费之间就有一定的缓冲余地，可以以丰补欠。但是电是不可能存留的，电瞬间被发出来，同时瞬间就被消耗掉，1秒都不能存。

　　由于电能不能存储，于是就要求做到发电和用电的瞬间平衡。如果发的电多了，超过同一瞬间消耗的电，电网的频率和电压会升高，反之会降低。但电网允许的电压和频率的高低幅度相差只有很少一点，超过这个度，电网自己就跳闸了，这种发电与用电的瞬间平衡对电网的调度、运行、控制、保护等各方面都要求很高。

　　记者：接下来，想请您介绍一下实验室主要的研究内容。

　　梁曦东：在电网这样一个庞大且高速运转的网络里，必须时刻保持发电和用电的平衡，如果不平衡就很危险了。像我国这样较大比例的电能需要通过远距离大容量输送的国家，这类问题就更突出。所以以提高电能系统的安全、稳定运行水平为宗旨的安全预警、保护和现代控制理论与技术的研究就是我们的主要研究内容之一。它主要包含两方面内容，一是提高关键设备运行的安全性，二是提高整个电力系统的动态可靠性与稳定性。

　　计算机、自动化和信息技术大量引入电力系统以后，电力系统发生了很大的变化。电力系统仿真及调度自动化的研究，以“安全、经济、环保”为主题的现代电能系统新技术的研究、新能源发电系统及其应用、甚至国防需求的相关技术的研究等都是我们研究的重要内容。

　　记者：节能降耗是两会上热议的话题之一，实验室在电力行业的节能降耗方面做了哪些研究呢？

　　梁曦东：为了实现节煤与环保，我们实验室将智能控制与专家系统技术用于锅炉燃烧控制。提高了热效率和节煤率。由于节煤，同时也相应降低了二氧化碳等气体的排放量，起到了保护环境的作用。

　　此外，我们进行的紧凑型高压输电线路的研究，所取得的成果也可以有效地节约土地资源。紧凑型高压输电线路是一种可以显著压缩输电线路走廊、减小输电线路电磁环境影响范围、提高输送功率极限的输电技术。该技术在“西电东送”和全国联网工程中将发挥重要作用。

　　按输电线路设计规程规定，如果建一条50万伏的输电线路，则该线路的走廊总宽度大致为50米，即50米之内不能有永久性建筑。但这样对于远距离输电，一路上会占用较多土地资源，对当地的经济开发有影响。采用紧凑型高压输电线路技术，则50万伏的紧凑型输电线路的总走廊宽度只有16米，即只要求16米之内不能有永久性建筑，这样将原来需要占用的50米压缩至16米，大大节省了土地资源。

　　记者：面对严峻的能源形势，风能、太阳能这些新能源的开发和利用受到了更多的关注，实验室在这方面做了哪些研究工作呢？

　　梁曦东：新能源发电系统及其应用一直是我们研究的主要内容之一。这些年围绕利用新能源像风能、太阳能发电上，大家都很关心，国家也大力发展，虽然目前它们在发电总量中只占很小比例，但是从发展趋势和方向来看，新能源的开发利用是非常重要的。

　　那么风能、太阳能怎么利用呢？对于我们来说有几类问题。我刚才讲了，电能是不能存储的，那这个风吹的忽大忽小，太阳辐射受云层的影响很大，我要发电的时候风不吹了，或者我不需要发电的时候太阳又照射的很强，风能、太阳能这种波动性很大的随机能源如何接入电网就是一个很大的问题。明明是资源节约、环境友好的新能源，但是从电网的安全运行来说却不能随意接纳。一个随机型能源进入瞬间平衡的电网应该怎么接，这个接入有无限？怎么限制，是总量限制还是其他限制？这些都是需要解决的科学问题。其他当然还有新能源发电的经济性如何解决、如何过渡等政策问题。

　　再者，太阳能所发的电是直流电，我们现在电网里的都是交流电，这就存在一个大容量的电能变换问题。电网输送来的电能最终大约有60％是被各种电机消耗的，这方面的节能潜力很大，也是国家“十一五”节能方向之一。这方面的节能，技术上主要也是依靠大容量的电能变换技术。大容量的电能变换不太好解决，我们实验室在这方面下了大功夫进行研究，并且已经取得了很可喜的成果，这也是我们实验室的一个重要的研究方向。

　　记者：我们了解到实验室在南疆建了一个太阳能利用示范工程，效果很好，您能否给我们详细地介绍一下？

　　梁曦东：我们实验室自主研发了一个高效太阳能综合利用系统，该系统将抽扬水系统与照明系统有机结合，使光伏系统能量得到最合理的应用，适合于有充足阳光和充足地下水，但是输电网无法到达、没有地表水的地区。我们以该科技成果为核心，与当地政府和企业合作，在乌鲁木齐往南1500多公里，塔克拉马干沙漠南部的和田地区皮山县沙化非常严重的一个维族村，建成了太阳能沙漠绿洲生态经济示范工程。

　　该工程竣工后，通过了新疆计委组织的联合验收委员会的验收和鉴定。结论是在该村建立了五个集中式太阳能电站，形成了一个小电网和水网，设备运行良好可靠。该“太阳能绿色生态系统”给该村提供的水力和电力资源，已解决全村1349口人的饮水需要，当地家家户户用上了自来水，以及500亩土地灌溉用水和4300只羊饮水需要，同时还满足了全村355户照明用电需要，其中包括农舍344户，学校、医疗站和村部11户。