国际电力网讯：日前，世界第一个五端柔性直流输电工程——浙江舟山±200千伏多端柔性直流重大科技示范工程总承包合同在杭州签订，标志着该工程即将全面进入施工阶段。据悉，截止目前，该工程初步设计等已通过国网公司评审，并顺利取得浙江省发改委批复，目前正处于施工前的准备阶段。
舟山多端柔性直流示范工程采用±200千伏直流电压，分别在定海、岱山、衢山、洋山、泗礁建设一座换流站，容量分别为40万千瓦、30万千瓦、10万千瓦、10万千瓦、10万千瓦；建设直流电缆输电线路141公里，交流220千伏输电线路22.5公里，交流110千伏输电线路15.2公里。该工程项目成果具有完全自主知识产权，将提高我国电网的整体科技含量，提升直流输电产业的国际竞争力，标志着国家电网公司在柔性直流输电技术领域占领世界电力科技制高点。
缘何落户舟山？
舟山是个群岛城市，1390个岛屿星罗棋布地分布在东海之滨。作为全国第4个国家级新区、首个群岛新区，舟山群岛新区的建设已上升至国家发展战略层面。
当前，舟山本岛拥有电源装机容量为56万千瓦（神华国华浪熹发电厂3台机组）；舟山主网通过两回220千伏交流线路、三回110千伏交流线路与浙江大陆电网相联。舟山供电秉承“本岛平衡为主，大陆受电为辅”的原则，由本地电源与浙江电网共同供电。
“柔性直流适用于电压等级与用电负荷不太高的地区，从舟山电网的实际看，岛城是建设、验证多端柔性直流输电技术的理想场所。”舟山电力局调控中心负责人说，舟山电网目前最高电压等级为220千伏，去年最高负荷为78万千瓦，平常用电负荷为五六十万千瓦，±200千伏的直流电压与舟山电网实际较为配套。
而研究市内电网后发现，舟山亟需发展柔性输电技术。受海岛地理条件限制，各岛屿呈链式分布，与舟山本岛电网联系较弱且岛内无大的电源支持，运行灵活性和供电可靠性较低；且舟山诸岛拥有丰富的风力资源且已列入开发规划，风电的间歇性和波动性也对电网提出新的要求，受网架规模限制，舟山电网对风电等分布式电源接入的适应性较差，容纳能力有限。“五端柔性直流犹如一张安全网，合身地罩在海岛电网上，为电网的安全稳定运行增加了一道‘保险栓’。”该负责人说。
此外，柔性直流的绚丽“蓝图”，唤起了海岛智能电网建设的热力细胞。今年初，舟山电网经历了一次“不能承受之重”：1月5、6日，作为舟山电网“生命线”的220千伏舟山与大陆联网工程宁波段两条线路因覆冰严重跳闸、断线，舟山主网仅靠3回110千伏线路从大陆受电，又恰逢浪熹电厂二号发电机组正在检修，发电能力锐减；1月9日，舟山全市用电缺口逐步达到30万千瓦（占舟山实际负荷需求三分之一以上），创舟山电力缺口史之最，舟山市紧急启动E级（最高级）有序用电方案。“相对薄弱的网架结构，灵活、可靠的先进技术，现状与前景相互碰撞，使我们深切地感受到建设此类工程的紧迫性。”该负责人说。
综合分析柔性直流输电技术与舟山电网实际，国网公司认为，五端柔性直流落户舟山是科学合理的选择，也将为柔性直流输电的大规模推广起到良好示范作用。
可以想见，此工程建成后，舟山将形成北部主要岛屿间的直流输电网络，加强下辖诸岛的电气联系，增强网架结构，提高供电可靠性，提升舟山电网的科技含量与智能化水平，为风能、太阳能等清洁能源开发打下坚实的基础。
究竟与常规“何异”？
柔性直流在与技术成熟的交流输电与常规输电的比选中脱颖而出，继而独领风骚，它究竟有“何德何能”？
据悉，该技术是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点，适用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电等。
“最主要的是柔性直流的开关器件，可以控制导通，也可以控制关断，实现了有功功率与无功功率的独立控制。”舟山电力局海洋输电研究中心的陈国志博士介绍说，相当于在电网接入了一个阀门和电源，可以有效地控制其上面通过的电能，隔离电网故障的扩散，而且还能根据电网需求，快速、灵活、可调地发出或者吸收一部分能量，从而优化电网的潮流分布、增强电网稳定性、提升电网的智能化和可控性。
与传统直流相比，柔性直流的优势主要体现在孤岛供电、有功功率与无功功率控制等方面。如在孤岛供电中，常规直流要求在岛上具备发电机组之类的电源点，柔性直流只需设备启动的电源即可，无需额外建设配套电源。在有功功率与无功功率控制方面，常规直流只能控制有功功率，不能控制无功功率；柔性直流既可以控制有功功率，又可以控制无功功率。该中心综合技术办公室主任郑新龙说，简单的比方，有功功率相当于输送到千家万户的可以消耗使用的电能，无功功率犹如血液，虽然不直接发挥作用，却是有功功率得以运行的基础；再把有功功率和无功功率比作淋浴房中的热水管和冷水管，常规直流就只能控制热水管，冷水管只能固定地进水；柔性直流可以自如地调解冷水和热水的流向、水量、比例等，灵活性大幅提升。
与交流输电相比，柔性直流的优势主要体现在长距离输电、新能源消纳、成本控制等方面。如在长电缆线路输电中，交流电缆越长，电能损耗越高，输送的有效电能越少，就像在锅炉烧好的开水，沿着管子往外送，管子越长，水的温度越低，末端用户就用不上热水了；柔性直流则相当于一根保温管，从锅炉到末端用户，水温都是恒定的，末端用户也能正常使用热水。在新能源接纳方面，柔性直流的灵活性更强，对冲击负荷的承受能力更大，用电质量与可靠性更明显。节约工程造价更是显而易见：交流输电需要三相线路，而柔性直流只需正负两极线路，交流线路无论以架空线或电缆方式建设，在造价上都大幅高于柔性直流。
集如此多优势于一身的先进的柔性直流技术，正如火如荼建设中的舟山群岛新区，两者的结合与交融，成为历史的必然。
凭什么“独步天下”？
世界上第一个五端柔性直流，当今世界电力电子技术应用领域的制高点，智能电网的关键技术……
名声遐迩的“标签”层出不穷，注定了工程的非比寻常，也意味着建设的急难险重。
“该工程由五个换流站及其相互联结的各直流输电线路组成的高压直流输电系统，能够实现多电源供电、多落点受电，提供一种更为灵活、快捷的输电方式。”陈国志说，当发生交流侧永久故障时，多端柔性直流输电系统在设计时一般已满足 N-1 法则，可以通过故障换流站退运，以达到新的稳定运行状态。
而最能代表世界水平的“舟山特色”，是多端换流站之间的功率及电压协调控制技术，实现功率在各换流站之间的灵活调配；通过多端柔性直流拓扑结构设计，实现工程的整体技术经济指标最优，即工程换流站和海缆线路的投资与运行成本最低，带来的效益最好；多端系统运行方式、控制和保护策略等技术，提出多端柔性直流输电系统故障分析方法和不同时间尺度下基于复合控制的多端柔性直流系统解析数学建模方法，解决直流线路故障的隔离和系统的稳定问题；工程成套技术，包括多点互联换流站电气设计、设备参数、控制保护策略及“黑启动”功能等；解决海岛电网的风能等间歇性能源并网问题、多端联网带来的系统绝缘配合及系统联调等技术问题。
没有先例可循，一切只能摸着石头过河，需在荆棘遍地、“拦路虎”横行中走出一条康庄大道。据介绍，工程建设最大的难关是新设备、新技术的设计与研制，因为主要设备及控制保护系统国内均处于起步状态，为进一步完善新技术的论证，保证主要设备研发制造时间，需尽快确定设计单位及重要物资供应商，为加快推进项目创造有利条件。此外，站区地质条件差、建设管理工作量大等客观困难，也需在建设进程中耗费大量精力予以克服。
不积跬步无以致千里，不积小流无以成江海。世界首个五端柔性直流工程已吹响集结号，面对挑战与考验，舟山电力局将持续提振精神、夯实基础、创新管理，集全局之力投身建设洪流，力争使工程按时动工、按时投运。
