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目前,世界首個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入施工階段,預計明年完工。在該項目實施前,美國、瑞典等掌握柔性直流輸電技術的國家僅有三端柔性直流輸電工程。因此,該工程項目成果具有完全自主知識產(chǎn)權,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)運行可靠性低,相比之下,交流輸電憑借電壓變換容易、易于實現(xiàn)多落點受電、大電流開斷易于實現(xiàn)等優(yōu)勢迅速發(fā)展,并確立了主導地位。”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,交流輸電技術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,尤其是柔性直流輸電工程的應用。美、英、德三國都規(guī)劃在2020年前建設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年啟動了柔性直流輸電技術專項研究,于2011年7月投運上海南匯風電場柔性直流輸電工程(輸送容量20兆瓦,直流電壓等級±30千伏)。同時,目前我國已規(guī)劃兩項多端柔性直流輸電工程,除舟山項目外,還有南方電網(wǎng)公司南澳風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,預計于2014年完工。
促進區(qū)域性新能源并網(wǎng)和消納
有業(yè)界專家形象地說:“柔性直流的開關器件可以控制導通,也可以控制關斷,實現(xiàn)了有功功率與無功功率的獨立控制,就像在川流不息的江河上建造一個水庫,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。”
與常規(guī)直流輸電技術相比,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。多端是相對于兩端而言,常規(guī)的兩端直流僅能實現(xiàn)點對點的直流功率傳送,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,到達多個城市的負荷中心。
如舟山±200千伏多端柔性直流項目采用的是±200千伏直流電壓,將分別在定海、岱山、衢山、洋山、泗礁建設一座換流站。屆時,舟山將形成北部主要島嶼間的直流輸電網(wǎng)絡,加強下轄諸島的電氣聯(lián)系,為風電等新能源的開發(fā)打下基礎。
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的最具有技術優(yōu)勢的風電場并網(wǎng)方案,也是海上風電并網(wǎng)的唯一方式,可大幅改善大規(guī)模風電場并網(wǎng)的性能。同時,對于重要負荷供電、孤島供電、電網(wǎng)黑啟動、多端直流聯(lián)網(wǎng)、弱系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等,柔性直流輸電技術也具有廣闊的市場應用前景。
湯廣福說:“隨著可關斷器件、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。預計5—10年內(nèi),世界范圍內(nèi)將有望建成以柔性直流為基礎、主干網(wǎng)為500千伏及以上電壓等級、10吉瓦及以上輸送容量為主的區(qū)域性直流電網(wǎng)。”
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