中國儲能網(wǎng)訊：舟山群島風力資源豐富，從陸上到近海，到處都有“捕風者”。
在舟山本島的馬目山上，30臺大風車日夜不停轉(zhuǎn)動，這里是舟山本島上最大的岑港風電場，在舟山本島東北部的衢山島上，48臺聳立的風力發(fā)電機也正迎風轉(zhuǎn)動。
不久后，舟山“捕風”的主戰(zhàn)場將從陸地轉(zhuǎn)移到海上。位于舟山本島的25萬千瓦海上風電項目已經(jīng)獲得政府相關(guān)部門批準，另外三個海上風電場也計劃在岱山島建起。
世界第一個五端柔性直流輸電工程浙江舟山±200千伏多端柔性直流示范工程，將讓這些隔海相望的海島緊密相連。
為海島供電，為什么非要用柔性直流
在海島供電方案里，柔性直流技術(shù)優(yōu)勢明顯。
由于受海島地理條件限制，舟山各島嶼呈鏈式分布，有些小島上沒有條件興建大型發(fā)電廠。“受條件限制，舟山群島的網(wǎng)架容量小，承載不了大量風電的接入。”浙江舟山電力局海洋輸電研究中心鄭新龍說，“就好比一個小水池，倒一杯水可能也會濺起水花，更不要說一場場陣雨了。”
柔性直流技術(shù)能讓舟山這個小水池，多一道攔水壩。在新能源接納方面，柔性直流技術(shù)的靈活性更強，對沖擊負荷的承受能力更大，用電質(zhì)量與可靠性更明顯。鄭新龍介紹說：“柔性直流技術(shù)能通過對風電進行全方位控制，使風力發(fā)電的間歇性特點不會擾亂電網(wǎng)，這就像是給小水池裝了一個攔水壩，能減少水的波動。”
“柔性”一詞來源于英文Flexible，表示應(yīng)用先進的電力電子技術(shù)為電網(wǎng)提供靈活的控制手段。南瑞繼保電氣有限公司高級工程師曹冬明介紹,多端柔性直流輸電系統(tǒng)能顯著提高風電場的發(fā)電量和設(shè)備利用率，“并且可以增加風電場的低電壓穿越能力30%以上。這無疑大大提升了風電場運行的經(jīng)濟效益”。
此外，諸如島上電能供給不充足的泗礁等島嶼，需要舟山本島的電能傳輸過來，但由于相距較遠，輸電的經(jīng)濟性問題尤為突出。島嶼間電氣連接要敷設(shè)海底電纜，而在長距離電纜線路輸電中，交流電纜越長，電能損耗越高，輸送的有效電能越少。鄭新龍打了個比方：“這就像在鍋爐燒好的開水，沿著管子往外送，管子越長，水的溫度越低，末端用戶就用不上熱水了。而柔性直流電纜則相當于一根保溫管，從鍋爐到末端用戶，水溫都是恒定的，末端用戶也能正常使用熱水。”
與傳統(tǒng)直流相比，柔性直流有何不同
談到柔性直流技術(shù)與普通直流技術(shù)的區(qū)別時，鄭新龍比喻道：“洗澡的時候既需要熱水，也需要適當?shù)睦渌M行調(diào)配，靈活地調(diào)節(jié)兩個水管的比例是關(guān)鍵，柔性直流技術(shù)與普通直流的靈活性區(qū)別也就在此。”鄭新龍接著解釋，將有功功率和無功功率比作淋浴房中的熱水管和冷水管，兩者都是必不可少的，而常規(guī)直流就只能控制熱水管，冷水管只能固定地進水；柔性直流，可以自如地調(diào)解冷水和熱水的流向、水量、比例等，靈活性大幅提升。靈活性的增強，可對穩(wěn)定風電場頻率與電壓起到積極作用。
柔性直流技術(shù)較強的經(jīng)濟性，也為其增色不少。“在容量為1萬至100萬千瓦的部分場合下，尤其是對于離岸較遠的海上風電場內(nèi)部互聯(lián)來說，相比于常規(guī)直流輸電，它可節(jié)約投資10%以上。”曹冬明告訴記者，常規(guī)直流輸電工程海上平臺的體積和在極端環(huán)境下施工的復(fù)雜程度要大得多，而柔性直流換流站的占地面積僅為前者的一半左右。
柔性直流技術(shù)相比常規(guī)直流技術(shù)的經(jīng)濟性優(yōu)勢還體現(xiàn)在為孤島供電上。如果泗礁島上缺電了，需要上海傳輸一部分電能，若使用常規(guī)直流技術(shù)，傳輸過程就好比輪船貨運，需要泗礁島建設(shè)一個碼頭并配備一個燈塔，來讓貨物（電能）順利下岸。也就是說，必須要在泗礁島上配備發(fā)電機組之類的電源點并進行站間通信。但柔性直流輸電系統(tǒng)就無需配套發(fā)電機組，只需設(shè)備啟動的電源即可，也省去了傳統(tǒng)的站間通信。
連接多海島，綠電如何在島嶼間流動
將舟山本島、岱山、衢山、洋山和泗礁五島建立電氣連接，實現(xiàn)多個海上風電場同時接入和電力輸送，是建設(shè)舟山±200千伏多端柔性直流示范工程的目的所在。
所謂“多端”，是相對于兩端而言的。曹冬明說，常規(guī)的兩端直流僅能實現(xiàn)點對點的直流功率傳送，兩端直流在我國大電網(wǎng)戰(zhàn)略實施中，充分發(fā)揮了大容量、遠距離輸電的優(yōu)勢，起到了重要作用。
但要想實現(xiàn)多個風電場向多個海島供電，就要在“兩端”的基礎(chǔ)上發(fā)展“多端”，實現(xiàn)多個電源區(qū)域向多個負荷中心供電。鄭新龍說：“如果想讓岱山的電來到泗礁和衢山，只需要將風電接入岱山的換流站，岱山的海上風電就能穿越東海，來到這兩個島上，與島上的交流供電系統(tǒng)相連后，電能即可輸送到海島上的居民家。”
風電能穩(wěn)定地接入電網(wǎng)，并能靈活流動，這對風電資源豐富的舟山來說意義重大。有了多端直流輸電網(wǎng)絡(luò)，舟山主要島嶼間的電氣聯(lián)系大大增強，電網(wǎng)更加堅固，為風電等新能源開發(fā)將打下堅實的基礎(chǔ)。
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柔性直流輸電技術(shù)在
世界各國的應(yīng)用
目前，世界各國充分認識到柔性直流輸電在可再生能源和智能電網(wǎng)建設(shè)中的重要作用，柔性直流輸電工程應(yīng)用開始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長。但當前世界范圍內(nèi)，已投運的柔性直流輸電工程均為點對點兩端系統(tǒng)，尚無多端柔性直流輸電工程投入商業(yè)運行。
為滿足可再生能源并網(wǎng)、海島供電等需求，歐美等國已有多端柔性直流輸電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)劃，規(guī)劃項目分別是美國的Tres Amigas Superstation工程和瑞典—挪威的South West Link工程。
美國的Tres Amigas Superstation三端柔性直流輸電工程，用以實現(xiàn)東部電網(wǎng)、西部電網(wǎng)、德克薩斯州電網(wǎng)三個主要電網(wǎng)的互聯(lián)。該工程換流站容量75萬千瓦，直流電壓±345千伏，預(yù)計2016年投入商業(yè)運行。投運后，將有助于改善由風能、太陽能和地熱等間歇性可再生能源發(fā)電引起的供電可靠性和電壓穩(wěn)定問題。
瑞典—挪威的South West Link三端柔性直流輸電工程，用以提高挪威奧斯陸地區(qū)電網(wǎng)和瑞典西海岸電網(wǎng)之間的電力傳輸能力以及傳輸系統(tǒng)的靈活性，并兼顧日益增長的風電并網(wǎng)需要。該工程傳輸容量為70萬千瓦×2，直流電壓±300千伏，預(yù)計2014年年底完成兩端建設(shè)。
目前，我國已有兩項多端直流工程規(guī)劃，一是南方電網(wǎng)公司南澳風電場四端直流輸電示范工程，直流電壓±160千伏，傳輸容量20萬千瓦，該科技項目及示范工程預(yù)計于2014年完工；另一個是國家電網(wǎng)公司浙江舟山五端柔性直流輸電工程，直流電壓±200千伏，傳輸容量40萬千瓦，為目前國內(nèi)在建的最大容量的多端柔性直流輸電項目。
【多端柔性直流輸電系統(tǒng)】
采用柔性直流輸電技術(shù)，可攜帶來自多個站點的風能、太陽能、地熱能等清潔能源，通過一個大容量、長距離的電力傳輸通道，到達多個城市的負荷中心。這為新能源并網(wǎng)、大型城市供電以及孤島供電等場合提供了一種有效的解決方案。近年來，我國柔性直流輸電工程應(yīng)用開始增加。國家電網(wǎng)公司于2006年啟動柔性直流輸電技術(shù)專項研究，并于2011年7月投運上海南匯風電場柔性直流輸電工程。這是亞洲首個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的柔性直流工程。
