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我國加快現代直流輸電技術創新示范:多端直流、直流電網、
柔性直流、混合直流等全面發展

一、現代直流輸電技術優勢多


據了解,輸電技術的認識和研究始于直流,但早期直流輸電存在電壓變換困難、功率難以提升等問題,因此逐步被交流輸電取代。近年來,隨著廣域交流大電網形成,相關技術問題不斷涌現,如存在同步、穩定性較低、輸電距離有限等問題,同時,其安全隱患也成為業界爭議的焦點問題之一。在這種情況下,隨著大功率電力電子器件、高壓換流等技術、設備發展,世界各國開始重視加快研究發展現代直流輸電技術,柔性直流輸電、多端直流、直流電網、混合直流輸電技術等逐漸發展起來。


常規直流輸電當于一條全封閉的點對點高速公路,在大容量、超遠距離輸電方面具有經濟優勢,此次核準的云貴互聯工程是三端直流。據悉,三端、多端直流輸電是直流電網發展的初級階段,由3個以上換流站,通過串聯、并聯或混聯方式連接起來的輸電系統,能夠實現多電源供電和多落點受電,具有換流站可單獨傳輸功率、可靈活切換傳輸狀態、高可靠性等優勢。


“特高壓交直流輸電技術是解決電能遠距離、大容量輸送問題的有效手段,但對于解決區域性新能源并網和消納問題,多端直流輸電、直流電網將是有效手段之一?!眹W相關人士介紹。



二、加快柔直高電壓、大容量示范


在直流輸電中,近年來發展較快的當屬柔性直流輸電技術。全球能源互聯網研究院副院長湯廣福曾介紹:“柔性直流輸電技術是基于IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)的新一代輸電技術,通過改變電壓源換流器的輸出電壓相角和幅值,實現有功及無功獨立、快速調節?!迸c傳統直流輸電相比,柔性直流輸電的優勢主要體現在孤島供電等方面;與交流輸電相比,柔性直流輸電的優勢主要體現在長距離輸電、新能源消納、成本控制等方面。


更為重要的是,柔性直流輸電可攜帶來自多個站點的風能、太陽能等清潔能源,通過大容量、長距離的電力傳輸通道,到達多個負荷中心,這為新能源并網、大城市供電等領域提供了一種有效的解決方案。


截至目前,我國已相繼建成上海南匯±30千伏柔性直流、廣東汕頭南澳±160千伏四端柔性直流、浙江舟山±200千伏五端柔性直流、廈門±320千伏柔性直流等工程。如舟山五端柔性直流輸電項目分別在定海、岱山、衢山、洋山、泗礁建設一座換流站,形成了北部主要島嶼間的直流輸電網絡,加強了諸島的電氣聯系。


同時,上述工程表明我國正持續加快柔性直流輸電技術高電壓、大容量示范,尤其是今年7月投運的渝鄂直流背靠背聯網工程在位于渝鄂斷面的九盤-龍泉、張家壩-恩施500千伏輸電通道上,分別新建宜昌、恩施2座柔性直流背靠背換流站,每座換流站建設2×125萬千瓦柔性直流換流單元,輸電電壓提升至±420千伏。


此外,在建的張北柔性直流工程建設四端柔性直流環形電網,將柔性直流輸電電壓提升至±500千伏,單換流器額定容量提升到150萬千瓦,是我國柔性直流輸電技術的新突破。該工程將于2020年上半年建成投運,為京津冀地區提供穩定可靠的清潔電力。



三、推進混合直流創新應用


我國在發展多端直流、柔性直流等現代直流輸電技術的同時,還積極探索創新柔性直流與常規直流組合的輸電模式。


其中,2016年6月投運的魯西背靠背工程是世界上采用大容量柔性直流與常規直流組合模式的背靠背工程,該工程直流電壓達350千伏,一期建設包括100萬千瓦柔性直流和100萬千瓦常規直流。2017年6月,魯西背靠背擴建工程投運,再建了一個100萬千瓦常規直流單元。


在建的昆柳龍特高壓直流工程——烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端直流示范工程采用的是±800千伏三端混合直流技術,即送端云南昆北換流站采用特高壓常規直流,受端廣西柳北換流站、廣東龍門換流站采用特高壓柔性直流。另據悉,規劃中的白鶴灘-江蘇特高壓直流輸電工程將創新采用混合級聯多端柔直技術,其中混合級聯即送端采用傳統直流和基于電壓源控制的柔性直流技術,多端柔直即受端應用多端柔性直流技術,具有兼容性好、可靠性高等優勢。


可以預見的是,我國已進入現代直流輸電快速發展階段,未來的電網形態將是強交強直的互聯電網。


(來源:中國能源報  作者:王旭輝)

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