柔性直流加快高電壓大容量示范

目前，世界首個(gè)五端柔性直流輸電工程——浙江舟山±200千伏多端柔性直流重大科技示范工程全面進(jìn)入施工階段，預(yù)計(jì)明年完工。在該項(xiàng)目實(shí)施前，美國、瑞典等掌握柔性直流輸電技術(shù)的國家僅有三端柔性直流輸電工程。因此，該工程項(xiàng)目成果具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，將大幅提升我國直流輸電產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。

柔性直流輸電技術(shù)優(yōu)勢明顯

“早期直流輸電效率僅為25%，且電壓變換、功率提升困難，串聯(lián)運(yùn)行可靠性低，相比之下，交流輸電憑借電壓變換容易、易于實(shí)現(xiàn)多落點(diǎn)受電、大電流開斷易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)勢迅速發(fā)展，并確立了主導(dǎo)地位。”中電普瑞電力工程有限公司總經(jīng)理、國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院副總工程師湯廣福近日介紹，“但隨著廣域交流大電網(wǎng)的形成，交流電網(wǎng)的技術(shù)問題也不斷涌現(xiàn)，如存在同步、穩(wěn)定性較低、輸電距離有限等問題。”

同時(shí)，交流輸電技術(shù)還存在一些無法克服的固有缺陷，如存在無功功率、不適合分布式電源接納等。因此，在這種情況下，世界各國開始加快研發(fā)現(xiàn)代直流輸電技術(shù)，尤其是柔性直流輸電工程的應(yīng)用。美、英、德三國都規(guī)劃在2020年前建設(shè)50條左右的柔性直流輸電線路。

在我國，國家電網(wǎng)公司于2006年啟動(dòng)了柔性直流輸電技術(shù)專項(xiàng)研究，于2011年7月投運(yùn)上海南匯風(fēng)電場柔性直流輸電工程(輸送容量20兆瓦，直流電壓等級(jí)±30千伏)。同時(shí)，目前我國已規(guī)劃兩項(xiàng)多端柔性直流輸電工程，除舟山項(xiàng)目外，還有南方電網(wǎng)公司南澳風(fēng)電場四端直流輸電示范工程，直流電壓±160千伏，傳輸容量20萬千瓦，預(yù)計(jì)于2014年完工。

促進(jìn)區(qū)域性新能源并網(wǎng)和消納

有業(yè)界專家形象地說：“柔性直流的開關(guān)器件可以控制導(dǎo)通，也可以控制關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)了有功功率與無功功率的獨(dú)立控制，就像在川流不息的江河上建造一個(gè)水庫，既能接收上游河道的來水，又可以很從容地控制下游水的流量，并減少水的波動(dòng)。”

與常規(guī)直流輸電技術(shù)相比，柔性直流輸電控制更靈活，電能質(zhì)量更高，配套換流站占地更小。多端是相對(duì)于兩端而言，常規(guī)的兩端直流僅能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直流功率傳送，兩端以上的柔性直流工程，可攜帶來自多個(gè)站點(diǎn)的風(fēng)能、太陽能等清潔能源，通過大容量、長距離的電力傳輸通道，到達(dá)多個(gè)城市的負(fù)荷中心。

如舟山±200千伏多端柔性直流項(xiàng)目采用的是±200千伏直流電壓，將分別在定海、岱山、衢山、洋山、泗礁建設(shè)一座換流站。屆時(shí)，舟山將形成北部主要島嶼間的直流輸電網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)下轄諸島的電氣聯(lián)系，為風(fēng)電等新能源的開發(fā)打下基礎(chǔ)。

將是直流電網(wǎng)主要輸電方式

據(jù)了解，柔性直流輸電是國際公認(rèn)的最具有技術(shù)優(yōu)勢的風(fēng)電場并網(wǎng)方案，也是海上風(fēng)電并網(wǎng)的唯一方式，可大幅改善大規(guī)模風(fēng)電場并網(wǎng)的性能。同時(shí)，對(duì)于重要負(fù)荷供電、孤島供電、電網(wǎng)黑啟動(dòng)、多端直流聯(lián)網(wǎng)、弱系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等，柔性直流輸電技術(shù)也具有廣闊的市場應(yīng)用前景。

湯廣福說：“隨著可關(guān)斷器件、直流電纜制造水平的不斷提高，柔性直流輸電將成為直流電網(wǎng)中最主要的輸電方式。預(yù)計(jì)5—10年內(nèi)，世界范圍內(nèi)將有望建成以柔性直流為基礎(chǔ)、主干網(wǎng)為500千伏及以上電壓等級(jí)、10吉瓦及以上輸送容量為主的區(qū)域性直流電網(wǎng)。”