中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2020年12月27日，由南方電網(wǎng)公司投資建設(shè)的國(guó)家西電東送重點(diǎn)工程烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程（以下簡(jiǎn)稱“昆柳龍直流工程”）全面投產(chǎn)送電。據(jù)了解，該工程采用±800千伏特高壓三端混合直流系統(tǒng)，輸送容量800萬(wàn)千瓦，總投資242.49億元。線路起于昆北換流站，落點(diǎn)在廣西柳北換流站和廣東龍門換流站，途經(jīng)云南、貴州、廣西、廣東4省（區(qū)），將世界第七大水電站烏東德水電站的清潔電能跨過1452公里的高山河湖，分別送往廣東和廣西用電負(fù)荷中心。
打造柔直輸電的“港珠澳大橋”
“現(xiàn)在全球都在能源轉(zhuǎn)型，我國(guó)也作出‘碳達(dá)峰、碳中和’的承諾。隨著風(fēng)電、光伏等間歇性、波動(dòng)性大的能源大規(guī)模接入電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定要求更高，柔性直流是有效方案，即使這些能源在遠(yuǎn)方、分散多處，只要有多端柔性直流電網(wǎng)，就能有效匯集，解決能源傳輸問題?！敝袊?guó)工程院院士、南方電網(wǎng)專家委員會(huì)主任委員李立浧近日表示，為高效送出水電，又確保廣東、廣西電網(wǎng)受入巨量電能時(shí)安全穩(wěn)定運(yùn)行，工程首創(chuàng)多端混合直流輸電技術(shù)，送電端采用常規(guī)直流，廣東和廣西2個(gè)受電端采用柔性直流，打造柔性直流輸電的“港珠澳大橋”。
中國(guó)工程院院士、南京南瑞繼保電氣有限公司董事長(zhǎng)沈國(guó)榮認(rèn)為，昆柳龍直流工程采用柔性直流輸電技術(shù)，避免了廣東電網(wǎng)繼續(xù)采用傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)可能出現(xiàn)的多直流同時(shí)換相失敗問題，提升了廣東電網(wǎng)整體的安全性。
據(jù)了解，3個(gè)省級(jí)電網(wǎng)聯(lián)在一起，電網(wǎng)穩(wěn)定問題也變得更復(fù)雜。為給電網(wǎng)互聯(lián)加上堅(jiān)實(shí)可靠的“保險(xiǎn)”，沈國(guó)榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了多端直流功率提升、功率回降、頻率控制及功率速降協(xié)調(diào)等安全穩(wěn)定控制策略，有效保障三端直流聯(lián)接電網(wǎng)安全運(yùn)行。沈國(guó)榮認(rèn)為，柔性直流輸電容易實(shí)現(xiàn)多端聯(lián)接和組網(wǎng)運(yùn)行，利用該優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)省級(jí)電網(wǎng)互聯(lián)。柔性直流輸電控制能力強(qiáng)，用來(lái)進(jìn)行區(qū)域電網(wǎng)柔性互聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)互供互濟(jì)而又相互隔離故障。
隨著昆柳龍直流工程投產(chǎn)，柔性直流也為該工程聯(lián)接的3個(gè)省級(jí)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。對(duì)此，浙江大學(xué)教授、國(guó)際電氣電子工程師學(xué)會(huì)（IEEE）會(huì)士徐政進(jìn)行了解析：“由于柔性直流輸電技術(shù)用于大區(qū)電網(wǎng)之間的異步互聯(lián)，起到‘防火墻’作用，使得在一個(gè)大區(qū)電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生的故障不會(huì)傳遞到與其異步相聯(lián)的其他大區(qū)電網(wǎng)中，從而大幅降低了大面積停電事故發(fā)生的可能性?！?
徐政還介紹，由于這一特點(diǎn)，柔性直流輸電技術(shù)將大量應(yīng)用于背靠背聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)大同步電網(wǎng)異步分割，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平。
未來(lái)遠(yuǎn)距離輸電首選柔直技術(shù)
“十三五”期間，隨著昆柳龍直流工程投產(chǎn)，南網(wǎng)全面建成6大直流工程及海南聯(lián)網(wǎng)2回交流海纜工程，形成了8條交流、11條直流的跨省西電東送大電網(wǎng)，西電東送總能力超過5800萬(wàn)千瓦，南網(wǎng)主網(wǎng)架已發(fā)展成為世界上技術(shù)最先進(jìn)、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、運(yùn)行最穩(wěn)定的大電網(wǎng)之一。
“未來(lái)遠(yuǎn)距離大容量輸電都會(huì)優(yōu)先考慮柔性直流輸電技術(shù)，已有的傳統(tǒng)直流輸電工程在合適的時(shí)機(jī)也會(huì)改造成柔性直流輸電工程?！毙煺J(rèn)為，因?yàn)槲覈?guó)遠(yuǎn)距離大容量輸電工程大多落點(diǎn)在同一個(gè)較小區(qū)域內(nèi)，如珠三角、長(zhǎng)三角，一個(gè)區(qū)域內(nèi)接受傳統(tǒng)直流輸電落點(diǎn)的數(shù)目在技術(shù)上是有限制的，但接受柔性直流輸電落點(diǎn)的數(shù)目是沒有限制的。據(jù)悉，近日開工的白鶴灘-江蘇±800千伏特高壓直流工程將在世界上首次研發(fā)柔直+常規(guī)的混合級(jí)聯(lián)特高壓直流輸電技術(shù)。
柔直技術(shù)全面自主化可期
數(shù)據(jù)顯示，昆柳龍直流工程投產(chǎn)后，其年輸送電量預(yù)計(jì)達(dá)330億度，全部為可再生能源，相當(dāng)于每年減少煤炭消耗950萬(wàn)噸、減排二氧化碳2500萬(wàn)噸。
據(jù)了解，昆柳龍直流工程將進(jìn)一步提升云南水電消納能力，同時(shí)對(duì)風(fēng)、光等新能源的大規(guī)模開發(fā)利用起到推動(dòng)作用。對(duì)此，南網(wǎng)首席技術(shù)專家，南網(wǎng)科研院黨委書記、董事長(zhǎng)饒宏表示，柔性直流可以提高可再生能源的并網(wǎng)能力，改善和提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，多用于新能源并網(wǎng)，特別是海上發(fā)電。如國(guó)網(wǎng)江蘇電力就規(guī)劃建設(shè)±320千伏柔性直流工程，匯集100萬(wàn)-200萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電，就近接入登陸點(diǎn)附近500千伏交流電網(wǎng)。
徐政也指出，柔性直流輸電技術(shù)將向特高壓、大容量方向發(fā)展，同時(shí)，向海底柔性直流輸電方向發(fā)展，大量應(yīng)用于遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)的接入工程。由此可見，為實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，未來(lái)我國(guó)新能源占比將持續(xù)增長(zhǎng)，柔性直流輸電大有可為。
盡管柔性直流輸電技術(shù)具備遠(yuǎn)距離大容量輸電及電網(wǎng)安全互聯(lián)等優(yōu)勢(shì)，但仍需解決成本高和損耗高的問題?！笆墁F(xiàn)階段全控器件條件限制，柔性直流成本和損耗較常規(guī)直流都要高，但隨著技術(shù)發(fā)展正在逐漸降低?！鄙驀?guó)榮認(rèn)為，我國(guó)柔性直流可控器件發(fā)展的步伐將會(huì)加快，“我國(guó)在自主可控器件研制上正加緊追趕，我們已配合國(guó)產(chǎn)器件廠家開展了充分的研究工作，實(shí)現(xiàn)柔性直流技術(shù)全面自主化完全可行?！?
此外，沈國(guó)榮還表示，柔性直流輸電技術(shù)與能源轉(zhuǎn)型將會(huì)相互促進(jìn)，在能源轉(zhuǎn)型過程中既起到支撐作用，也受能源轉(zhuǎn)型大方向影響而不斷優(yōu)化提升。
