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我国加快现代直流输电技术创新示范

日期:2019-09-06    来源:中国能源报

国际电力网

2019
09/06
11:07

关键词: 直流输电技术 云贵互联通道工程 柔性直流输电

  近日,由南方电网公司投资建设的云贵互联通道工程获国家发改委核准。该工程拟采用直流输电方案,在云南新建±500千伏禄劝换流站,额定容量300万千瓦,新建1回±500千伏直流线路,接入已建成的高肇直流贵州侧高坡换流站,形成云南禄劝换流站-贵州高坡换流站-广东肇庆换流站三端直流,是我国直流输电通道建设的又一示范工程。
  现代直流输电技术优势多
  据了解,输电技术的认识和研究始于直流,但早期直流输电存在电压变换困难、功率难以提升等问题,因此逐步被交流输电取代。近年来,随着广域交流大电网形成,相关技术问题不断涌现,如存在同步、稳定性较低、输电距离有限等问题,同时,其安全隐患也成为业界争议的焦点问题之一。在这种情况下,随着大功率电力电子器件、高压换流等技术、设备发展,世界各国开始重视加快研究发展现代直流输电技术柔性直流输电、多端直流、直流电网、混合直流输电技术等逐渐发展起来。
  常规直流输电当于一条全封闭的点对点高速公路,在大容量、超远距离输电方面具有经济优势,此次核准的云贵互联工程是三端直流。据悉,三端、多端直流输电是直流电网发展的初级阶段,由3个以上换流站,通过串联、并联或混联方式连接起来的输电系统,能够实现多电源供电和多落点受电,具有换流站可单独传输功率、可灵活切换传输状态、高可靠性等优势。
  “特高压交直流输电技术是解决电能远距离、大容量输送问题的有效手段,但对于解决区域性新能源并网和消纳问题,多端直流输电、直流电网将是有效手段之一。”国网相关人士介绍。
  加快柔直高电压、大容量示范
  在直流输电中,近年来发展较快的当属柔性直流输电技术。全球能源互联网研究院副院长汤广福曾介绍:“柔性直流输电技术是基于IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的新一代输电技术,通过改变电压源换流器的输出电压相角和幅值,实现有功及无功独立、快速调节。”与传统直流输电相比,柔性直流输电的优势主要体现在孤岛供电等方面;与交流输电相比,柔性直流输电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。
  更为重要的是,柔性直流输电可携带来自多个站点的风能、太阳能等清洁能源,通过大容量、长距离的电力传输通道,到达多个负荷中心,这为新能源并网、大城市供电等领域提供了一种有效的解决方案。
  截至目前,我国已相继建成上海南汇±30千伏柔性直流、广东汕头南澳±160千伏四端柔性直流、浙江舟山±200千伏五端柔性直流、厦门±320千伏柔性直流等工程。如舟山五端柔性直流输电项目分别在定海、岱山、衢山、洋山、泗礁建设一座换流站,形成了北部主要岛屿间的直流输电网络,加强了诸岛的电气联系。
  同时,上述工程表明我国正持续加快柔性直流输电技术高电压、大容量示范,尤其是今年7月投运的渝鄂直流背靠背联网工程在位于渝鄂断面的九盘-龙泉、张家坝-恩施500千伏输电通道上,分别新建宜昌、恩施2座柔性直流背靠背换流站,每座换流站建设2×125万千瓦柔性直流换流单元,输电电压提升至±420千伏。
  此外,在建的张北柔性直流工程首次建设四端柔性直流环形电网,将柔性直流输电电压提升至±500千伏,单换流器额定容量提升到150万千瓦,是我国柔性直流输电技术的新突破。该工程将于2020年上半年建成投运,为京津冀地区提供稳定可靠的清洁电力。
  推进混合直流创新应用
  我国在发展多端直流、柔性直流等现代直流输电技术的同时,还积极探索创新柔性直流与常规直流组合的输电模式。
  其中,2016年6月投运的鲁西背靠背工程是世界上首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背工程,该工程直流电压达350千伏,一期建设包括100万千瓦柔性直流和100万千瓦常规直流。2017年6月,鲁西背靠背扩建工程投运,再建了一个100万千瓦常规直流单元。
  在建的昆柳龙特高压直流工程——乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程采用的是±800千伏三端混合直流技术,即送端云南昆北换流站采用特高压常规直流,受端广西柳北换流站、广东龙门换流站采用特高压柔性直流。另据悉,规划中的白鹤滩-江苏特高压直流输电工程将创新采用混合级联多端柔直技术,其中混合级联即送端采用传统直流和基于电压源控制的柔性直流技术,多端柔直即受端应用多端柔性直流技术,具有兼容性好、可靠性高等优势。
  可以预见的是,我国已进入现代直流输电快速发展阶段,未来的电网形态将是强交强直的互联电网。

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