新能源并網(wǎng)大“拐點(diǎn)”：柔性直流技術(shù)

柔性直流輸電是構(gòu)建智能電網(wǎng)的重要裝備，與傳統(tǒng)方式相比，柔性直流輸電在孤島供電、城市配電網(wǎng)的增容改造、交流系統(tǒng)互聯(lián)、大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)等方面具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是改變大電網(wǎng)發(fā)展格局的戰(zhàn)略選擇。”近日，南網(wǎng)科學(xué)研究院院長(zhǎng)饒宏在2013年 AORC-CIGRE(國際大電網(wǎng)委員會(huì)亞太區(qū)域理事會(huì))技術(shù)會(huì)議上介紹。那么，什么是柔性直流輸電技術(shù)呢?與傳統(tǒng)的直流輸電、交流輸電相比，有何特點(diǎn)呢?

柔性直流技術(shù)加快應(yīng)用

隨著廣域交流大電網(wǎng)的形成，處于主導(dǎo)地位的交流電網(wǎng)技術(shù)問題不斷涌現(xiàn)，如存在同步、穩(wěn)定性較低、輸電距離有限等。在這種情況下，世界各國開始加快研究現(xiàn)代直流輸電技術(shù)，尤其是柔性直流輸電技術(shù)的應(yīng)用。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，2011年7月投運(yùn)上海南匯風(fēng)電場(chǎng)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)，這是亞洲首個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的柔性直流輸電工程。同時(shí)，大連、廈門等地也相繼開始推進(jìn)柔性直流輸電工程。

而且，我國在加快點(diǎn)對(duì)點(diǎn)兩端柔性直流輸電技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，還規(guī)劃了兩項(xiàng)多端柔性直流輸電工程：世界首個(gè)五端柔性直流輸電工程——舟山±200千伏柔性直流輸電示范工程，已于8月下旬進(jìn)入全面施工階段;南網(wǎng)南澳風(fēng)電場(chǎng)四端柔性直流輸電示范工程，直流電壓±160千伏，傳輸容量20萬千瓦，預(yù)計(jì)2014年完工。

國網(wǎng)相關(guān)人士介紹：“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傳輸來自多個(gè)站點(diǎn)的清潔能源。”隨著業(yè)界逐漸認(rèn)識(shí)到柔性直流輸電技術(shù)在可再生能源和智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要作用，我國柔性直流輸電技術(shù)開始加快工程應(yīng)用。

解決新能源并網(wǎng)、大城市供電

據(jù)了解，與傳統(tǒng)直流輸電相比，柔性直流輸電的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在孤島供電、有功功率與無功功率控制等方面。如在孤島供電中，常規(guī)直流要求在島上具備發(fā)電機(jī)組之類的電源點(diǎn)，而柔性直流只需設(shè)備啟動(dòng)的電源。浙江省舟山供電公司海洋輸電研究中心綜合技術(shù)研究室主任鄭新龍形象地介紹：“將有功功率和無功功率比作淋浴房中的熱水管和冷水管，兩者都必不可少，常規(guī)直流只能控制熱水管，而柔性直流可以靈活調(diào)解冷水和熱水的流向、水量、比例等。”

與交流輸電相比，柔性直流輸電的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在長(zhǎng)距離輸電、新能源消納、成本控制等方面。如在長(zhǎng)距離電纜輸電中，交流電纜越長(zhǎng)，電能損耗越高，輸送的有效電能越少，就像燒好的開水沿著管子往外送，管子越長(zhǎng)，水溫越低，末端用戶就用不上熱水了;柔性直流則相當(dāng)于一根保溫管，即使到末端用戶，水溫都是恒定的。

更為重要的是，柔性直流輸電可攜帶來自多個(gè)站點(diǎn)的風(fēng)能、太陽能等清潔能源，通過大容量、長(zhǎng)距離的電力傳輸通道，到達(dá)多個(gè)城市的負(fù)荷中心，這為新能源并網(wǎng)、大城市供電等領(lǐng)域提供了一種有效的解決方案。如舟山的多端柔性直流輸電項(xiàng)目將分別在定海、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)。

將通過研究和試點(diǎn)在更多領(lǐng)域應(yīng)用

由此可見，集如此多優(yōu)勢(shì)于一身的柔性直流輸電技術(shù)自然受到世界各國的青睞，如美、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。國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院中電普瑞電力工程有限公司總經(jīng)理湯廣福此前表示：“隨著可關(guān)斷器件、直流電網(wǎng)制造水平的不斷提高，柔性直流輸電將會(huì)成為直流電網(wǎng)中最主要的輸電方式。”數(shù)據(jù)顯示，隨著新能源的快速發(fā)展，柔性直流輸電技術(shù)的市場(chǎng)需求將更加強(qiáng)勁，未來十年內(nèi)，世界范圍內(nèi)的柔性直流輸電市場(chǎng)規(guī)模將在1000億元以上。

對(duì)于柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展，饒宏表示：“柔性直流輸電還將面臨如何實(shí)現(xiàn)高電壓、大功率、架空線使用、混合結(jié)構(gòu)直流輸電等方面的挑戰(zhàn)。南網(wǎng)將通過進(jìn)一步的研究和試點(diǎn)，使該技術(shù)在大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)接入系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)區(qū)域聯(lián)網(wǎng)提高供電可靠性、緩解負(fù)荷密集地區(qū)電網(wǎng)運(yùn)行壓力等更多領(lǐng)域得到應(yīng)用。”