能源互聯(lián)網(wǎng)“以柔克剛”前景可期
發(fā)布時(shí)間：
2024-01-28
?北極星輸配電網(wǎng)訊:2015年12月17日，一則廈門“島內(nèi)用上‘柔性電’”的報(bào)道被廣泛傳播，除當(dāng)?shù)孛襟w外，一些主流媒體都從百姓民生、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等角度對此進(jìn)行了解讀。
?對于能源行業(yè)而言，福建廈門±320千伏柔性直流輸電科技示范工程(以下簡稱“廈門柔直工程”)投運(yùn)的意義更為深遠(yuǎn)。作為世界上首個(gè)采用真雙極接線、額定電壓和輸送容量雙雙達(dá)到國際之最的柔性直流輸電工程，它不僅標(biāo)志著中國在柔性直流輸電領(lǐng)域再一次取得國際領(lǐng)先，更是為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建提供了先行實(shí)踐。
一位電力專家興奮之余，在微信朋友圈大發(fā)感慨：“特高壓直流像大飛機(jī)，容量大、效率高、距離遠(yuǎn);柔性直流像直升機(jī)，靈活、便捷。”
清潔能源并網(wǎng)新利器
?當(dāng)前，開發(fā)利用清潔能源已經(jīng)成為全球性共識，但是大規(guī)模清潔能源并網(wǎng)依然是一個(gè)世界性挑戰(zhàn)，是清潔能源快速發(fā)展的剛性制約因素之一。柔性直流輸電恰恰可以依靠自身的靈活可控性，促成清潔能源在更大范圍內(nèi)高效匯集、靈活傳遞及分散消納，因此成為了攻克清潔能源并網(wǎng)難問題的關(guān)鍵性技術(shù)，堪稱可以“以柔克剛”。
柔性直流輸電技術(shù)是一種新型直流輸電技術(shù)，它將半控型電力電子器件升級為全控型電力電子器件，不僅具備輸送容量大、功率損耗小、可以實(shí)現(xiàn)非同步電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)等常規(guī)直流輸電技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)，還讓直流輸電的適應(yīng)能力上了一個(gè)新臺階。
“如果將輸電線路比作水管，柔性輸電技術(shù)就相當(dāng)于在水管中安裝了一個(gè)靈活可控的水泵，能夠精準(zhǔn)地控制水流的方向、速度和流量?！睆B門柔直工程調(diào)試副總指揮鄧超平博士形象地描述到。它可以對有功和無功功率進(jìn)行獨(dú)立控制，不再需要配置容量巨大的無功補(bǔ)償裝置，運(yùn)行方式更加靈活，系統(tǒng)可控性也獲得了極大的提升。
?國網(wǎng)能源研究院教授級高工馮慶東對本刊記者表示，柔性直流輸電在清潔能源并網(wǎng)、向弱交流系統(tǒng)甚至無源系統(tǒng)送電、大型城市地下供電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。尤其是在清潔能源并網(wǎng)方面，柔性直流輸電技術(shù)目前已經(jīng)支持多直流饋入，可以靈活地將多個(gè)站點(diǎn)的風(fēng)電、太陽能、小水電等接入輸電走廊，這讓它與清潔能源并網(wǎng)的適配性進(jìn)一步增強(qiáng)。
孤島聯(lián)網(wǎng)新選擇
?廈門是一座國際性海島城市，島內(nèi)缺乏電廠廠址資源，所有電力負(fù)荷均由島外電網(wǎng)送入。隨著廈門島負(fù)荷的持續(xù)增長，預(yù)計(jì)到2016年，此前已有的進(jìn)島線路將無法滿足島內(nèi)供電需求，所以急需開辟新的電力輸送通道。廈門島電網(wǎng)屬于孤島電網(wǎng)，此前一直采用交流輸電。柔性直流輸電技術(shù)的逐漸成熟為廈門島供電提供了新選擇。而且，廈門柔直工程的建設(shè)和投運(yùn)，也可以為解決海島供電難題提供一個(gè)示范樣本。
?工程投運(yùn)后，可以有效增強(qiáng)廈門地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，消除廈門島作為無源電網(wǎng)的劣勢，不僅能夠補(bǔ)充廈門島電力缺額，還具備動態(tài)無功補(bǔ)償功能，能快速調(diào)節(jié)島內(nèi)電網(wǎng)的無功功率，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，有力地提高廈門島電網(wǎng)的供電可靠性、輸電能力和穩(wěn)定運(yùn)行水平。
?此外，鄧超平博士介紹說，柔性直流輸電讓系統(tǒng)諧波含量大幅降低，換流站不再需要大量安裝濾波裝置，換流閥模塊因?yàn)樵O(shè)計(jì)更加緊湊占地面積也有所下降，因此整個(gè)換流站的占地面積得以大幅度壓縮，這非常適合寸土寸金的廈門島。
可見，將示范工程落戶廈門，既是提升并檢驗(yàn)柔性直流輸電技術(shù)研究與應(yīng)用水平的良好機(jī)會，又能切實(shí)地滿足當(dāng)?shù)乜陀^需求，一舉多得。
能源互聯(lián)網(wǎng)新突破
?廈門柔直工程的突破創(chuàng)新與生俱來，新建的浦園、鷺島兩座換流站是集中體現(xiàn)。據(jù)鷺島換流站項(xiàng)目總工歐陽杰介紹，兩座換流站的4座聯(lián)合樓均采用全鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)跨度為47.2米，是目前國內(nèi)換流站中跨度最大的，在設(shè)計(jì)與施工方面面臨著巨大挑戰(zhàn)。由此可以管窺，建設(shè)這一“世界上首個(gè)”并不容易。
?其實(shí)，從2011年中國首個(gè)柔直工程——±30千伏上海南匯柔性直流輸電示范工程，到如今的廈門柔直工程，一路走來，依托自主創(chuàng)新，中國柔性直流輸電正在快速向大容量、多端、雙極、背靠背等多個(gè)研究方向開展實(shí)踐和探索，“填補(bǔ)多項(xiàng)世界相關(guān)技術(shù)空白”已經(jīng)成為“新常態(tài)”。
?英雄所見略同，在探索新能源消納的道路上，柔性直流輸電已經(jīng)成為全球電力搶占的下一個(gè)制高點(diǎn)。目前，世界范圍內(nèi)至少有16個(gè)國家均有柔性直流輸電工程投運(yùn)或在建。在歐洲，為了將遠(yuǎn)海風(fēng)電、歐洲北部水電以及來自北非的太陽能接入電網(wǎng)，一個(gè)以柔性直流輸電技術(shù)為支撐的能源互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段。
?在未來，基于全球能源互聯(lián)網(wǎng)倡議，對柔性直流輸電技術(shù)的需求顯得尤為迫切。國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院副院長湯廣福表示，為了滿足全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建需求，需要在更高電壓等級的柔性直流換流技術(shù)及裝備、基于架空線路的柔性直流輸電技術(shù)等領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)力。
?“更快、更高、更強(qiáng)”是對奧運(yùn)精神的表述，也可以作為對柔性直流輸電技術(shù)發(fā)展方向的絕佳詮釋。
?據(jù)悉，國家電網(wǎng)公司正在河北張家口規(guī)劃建設(shè)±500千伏等級的基于柔性直流輸電技術(shù)的四端輸電網(wǎng)絡(luò)，最大換流容量將達(dá)到3000兆瓦，屆時(shí)將再一次刷新柔性直流輸電的極限。而面向“十三五”，根據(jù)國家電網(wǎng)公司規(guī)劃，一條連接新疆、青海與湖南的±800千伏特高壓柔性直流輸電工程將會在跨區(qū)域大范圍配置西北風(fēng)、光資源方面，發(fā)揮重要作用。
?可以預(yù)見，隨著柔性直流輸電技術(shù)不斷跨越新高度，以及相關(guān)裝備制造、工程設(shè)計(jì)、運(yùn)營等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的不斷成熟，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的圖景也會越來越清晰。
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