11月25日，蘇通GIL多端柔性直流輸電、線間潮流控制器、南京中心城區(qū)背靠背柔直三支創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)召開了年度計(jì)劃制定會(huì)，明確了下一階段新一代柔性電網(wǎng)聯(lián)合攻關(guān)工作計(jì)劃。這三支創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)由國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院聯(lián)合設(shè)備廠商、高校、設(shè)計(jì)院組建。
隨著電網(wǎng)不斷發(fā)展，江蘇電網(wǎng)呈現(xiàn)各線路潮流分布不均、蘇北向蘇南輸電資源緊張、變電容量分布與負(fù)荷發(fā)展不平衡等問題。柔性輸電技術(shù)因其可靈活、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)電網(wǎng)潮流、電壓等特點(diǎn)，為解決傳統(tǒng)電網(wǎng)困局提供了全新思路。
“傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中電流是自然分布的。柔性輸電技術(shù)作為新一代電力系統(tǒng)技術(shù)的代表，為電力輸送裝上了精準(zhǔn)的調(diào)度器，能夠?qū)崿F(xiàn)電流的完全精準(zhǔn)控制，有效提升電網(wǎng)的輸送能力和安全穩(wěn)定水平?！苯K經(jīng)研院規(guī)劃發(fā)展研究中心主任高正平說。
近年來，江蘇經(jīng)研院積極探索柔性輸電技術(shù)應(yīng)用，先后參與南京西環(huán)網(wǎng)220千伏統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）示范工程、蘇州南部電網(wǎng)500千伏UPFC示范工程、江蘇海上風(fēng)電柔性直流接入系統(tǒng)工程等，不斷探索柔性輸電技術(shù)應(yīng)用。
探索UPFC升級(jí)版——IPFC
柔性輸電包括柔性交流輸電和柔性直流輸電。其中柔性交流輸電技術(shù)的典型代表就是統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）。該技術(shù)能夠控制交流輸電線路的電流、電壓，在負(fù)荷密集地區(qū)和新能源的輸送通道中有著廣泛的應(yīng)用前景。
“UPFC被稱為電網(wǎng)的智能導(dǎo)航系統(tǒng)。目前，江蘇已經(jīng)建成投運(yùn)了南京西環(huán)網(wǎng)UPFC工程和蘇州南部電網(wǎng)UPFC示范工程?！苯K經(jīng)研院規(guī)劃發(fā)展研究中心專職蔡暉說，“我們又提出了UPFC的升級(jí)版——線間潮流控制器（IPFC）的設(shè)想，并且已經(jīng)開展了相關(guān)的研究。”
南京西環(huán)網(wǎng)UPFC工程2015年12月建成運(yùn)行，成功解決了地區(qū)輸電潮流不均的問題，提升西環(huán)網(wǎng)地區(qū)約60萬千瓦受電能力。2017年12月，蘇州南部電網(wǎng)UPFC示范工程實(shí)現(xiàn)了500千伏電網(wǎng)電能流向的靈活、精準(zhǔn)控制，最大可提升蘇州電網(wǎng)電能消納能力約130萬千瓦。
“IPFC相當(dāng)于多個(gè)UPFC的組合，能夠同時(shí)控制多條輸電線路輸送功率，是更為先進(jìn)的柔性交流技術(shù)，目前還沒有應(yīng)用先例?！辈虝熣f。
今年9月以來，江蘇經(jīng)研院深入研究IPFC的技術(shù)原理和應(yīng)用場景，并模擬分析了江蘇電網(wǎng)跨江輸電通道應(yīng)用IPFC的可行性。
目前江蘇共有4條500千伏過江通道和1條1000千伏GIL過江通道。根據(jù)仿真測算，隨著江蘇電網(wǎng)負(fù)荷不斷增加，潮流分布不均勻的問題將繼續(xù)加重，可能出現(xiàn)部分過江通道重載而部分輕載的情況。
“經(jīng)過計(jì)算，IPFC可以有效平衡5條線路的輸電功率，提升輸送能力約300萬千瓦，相當(dāng)于替代一條500千伏跨江輸電線路。同時(shí)，電網(wǎng)潮流得到優(yōu)化，提升江蘇新能源消納能力約800萬千瓦?！辈虝熣f。
探索柔性輸電技術(shù)多場景應(yīng)用
“常規(guī)的直流輸電已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大規(guī)模遠(yuǎn)距離電能傳輸，但常規(guī)直流只能做到點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，而且輸送功率必須恒定，無法應(yīng)用于其他場景?！苯K經(jīng)研院規(guī)劃中心孫文濤說，“柔性直流輸電技術(shù)就解決了這項(xiàng)難題。”
今年年初，江蘇省發(fā)改委連續(xù)核準(zhǔn)批復(fù)24個(gè)海上風(fēng)電項(xiàng)目，規(guī)?？傆?jì)670萬千瓦。與此同時(shí)，江蘇經(jīng)研院組織相關(guān)研究機(jī)構(gòu)啟動(dòng)了江蘇海上風(fēng)電柔性直流接入課題研究。
“如果采用交流輸電，長距離的海底電纜輸電將帶來嚴(yán)重的過電壓問題。而傳統(tǒng)的直流輸電無法適應(yīng)風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)特性。柔性直流輸電技術(shù)讓大規(guī)模遠(yuǎn)距離的海上風(fēng)電接入電網(wǎng)成為可能?！睂O文濤說。
8月13日，由江蘇經(jīng)研院編制的《江蘇電網(wǎng)海上風(fēng)電輸電規(guī)劃研究報(bào)告》正式通過并實(shí)施。10月16日，江蘇海上風(fēng)電柔性直流輸電方案通過專家評審。
同時(shí)，江蘇經(jīng)研院還承擔(dān)了國家電網(wǎng)有限公司指南項(xiàng)目《柔性輸電網(wǎng)規(guī)劃評估方法及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究》。該項(xiàng)目提出了一套評估柔性輸電裝置應(yīng)用的量化指標(biāo)，建立了規(guī)劃評估體系，能夠有效指導(dǎo)柔性輸電裝置在規(guī)劃電網(wǎng)中的場景應(yīng)用、選址定容、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，實(shí)現(xiàn)柔性直流輸電在城市配電網(wǎng)中的應(yīng)用。
“以南京中心城區(qū)電網(wǎng)為例：新街口附近分布著政府部門和商業(yè)客戶負(fù)荷，電網(wǎng)改造升級(jí)十分困難。為此，我們提出了采用柔性直流輸電的解決方案?！苯K經(jīng)研院規(guī)劃中心輸網(wǎng)規(guī)劃室副主任張文嘉說，“如果按照傳統(tǒng)思路，這就需要在城市核心區(qū)新建電纜通道，投資巨大且?guī)缀鯚o法實(shí)施。而柔性直流輸電方案可基于現(xiàn)有的輸電走廊完成升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)供電可靠性全面提升?！?
技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過仿真計(jì)算得出，在部分線路檢修期間，該方案可將地區(qū)電網(wǎng)可靠性提高50%，檢修停電面積減少30%。
