中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：舟山群島風(fēng)力資源豐富，從陸上到近海，到處都有“捕風(fēng)者”。
在舟山本島的馬目山上，30臺(tái)大風(fēng)車(chē)日夜不停轉(zhuǎn)動(dòng)，這里是舟山本島上最大的岑港風(fēng)電場(chǎng)，在舟山本島東北部的衢山島上，48臺(tái)聳立的風(fēng)力發(fā)電機(jī)也正迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)。
不久后，舟山“捕風(fēng)”的主戰(zhàn)場(chǎng)將從陸地轉(zhuǎn)移到海上。位于舟山本島的25萬(wàn)千瓦海上風(fēng)電項(xiàng)目已經(jīng)獲得政府相關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)，另外三個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)也計(jì)劃在岱山島建起。
世界第一個(gè)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(shì)明顯。
由于受海島地理?xiàng)l件限制，舟山各島嶼呈鏈?zhǔn)椒植?，有些小島上沒(méi)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(fēng)電的接入。”浙江舟山電力局海洋輸電研究中心鄭新龍說(shuō)，“就好比一個(gè)小水池，倒一杯水可能也會(huì)濺起水花，更不要說(shuō)一場(chǎng)場(chǎng)陣雨了。”
柔性直流技術(shù)能讓舟山這個(gè)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(qiáng)，對(duì)沖擊負(fù)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(shuō)：“柔性直流技術(shù)能通過(guò)對(duì)風(fēng)電進(jìn)行全方位控制，使風(fēng)力發(fā)電的間歇性特點(diǎn)不會(huì)擾亂電網(wǎng)，這就像是給小水池裝了一個(gè)攔水壩，能減少水的波動(dòng)。”
“柔性”一詞來(lái)源于英文Flexible，表示應(yīng)用先進(jìn)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(jí)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(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電量和設(shè)備利用率，“并且可以增加風(fēng)電場(chǎng)的低電壓穿越能力30%以上。這無(wú)疑大大提升了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)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(guò)來(lái)，但由于相距較遠(yuǎn)，輸電的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題尤為突出。島嶼間電氣連接要敷設(shè)海底電纜，而在長(zhǎng)距離電纜線(xiàn)路輸電中，交流電纜越長(zhǎng)，電能損耗越高，輸送的有效電能越少。鄭新龍打了個(gè)比方：“這就像在鍋爐燒好的開(kāi)水，沿著管子往外送，管子越長(zhǎng)，水的溫度越低，末端用戶(hù)就用不上熱水了。而柔性直流電纜則相當(dāng)于一根保溫管，從鍋爐到末端用戶(hù)，水溫都是恒定的，末端用戶(hù)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(shí)，鄭新龍比喻道：“洗澡的時(shí)候既需要熱水，也需要適當(dāng)?shù)睦渌M(jìn)行調(diào)配，靈活地調(diào)節(jié)兩個(gè)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?zhuān)瑢⒂泄β屎蜔o(wú)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(jìn)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(qiáng)，可對(duì)穩(wěn)定風(fēng)電場(chǎng)頻率與電壓起到積極作用。
柔性直流技術(shù)較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性，也為其增色不少。“在容量為1萬(wàn)至100萬(wàn)千瓦的部分場(chǎng)合下，尤其是對(duì)于離岸較遠(yuǎn)的海上風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部互聯(lián)來(lái)說(shuō)，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(tái)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(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)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(guò)程就好比輪船貨運(yùn)，需要泗礁島建設(shè)一個(gè)碼頭并配備一個(gè)燈塔，來(lái)讓貨物（電能）順利下岸。也就是說(shuō)，必須要在泗礁島上配備發(fā)電機(jī)組之類(lèi)的電源點(diǎn)并進(jìn)行站間通信。但柔性直流輸電系統(tǒng)就無(wú)需配套發(fā)電機(jī)組，只需設(shè)備啟動(dòng)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(dòng)
將舟山本島、岱山、衢山、洋山和泗礁五島建立電氣連接，實(shí)現(xiàn)多個(gè)海上風(fēng)電場(chǎng)同時(shí)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(duì)于兩端而言的。曹冬明說(shuō)，常規(guī)的兩端直流僅能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的直流功率傳送，兩端直流在我國(guó)大電網(wǎng)戰(zhàn)略實(shí)施中，充分發(fā)揮了大容量、遠(yuǎn)距離輸電的優(yōu)勢(shì)，起到了重要作用。
但要想實(shí)現(xiàn)多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)向多個(gè)海島供電，就要在“兩端”的基礎(chǔ)上發(fā)展“多端”，實(shí)現(xiàn)多個(gè)電源區(qū)域向多個(gè)負(fù)荷中心供電。鄭新龍說(shuō)：“如果想讓岱山的電來(lái)到泗礁和衢山，只需要將風(fēng)電接入岱山的換流站，岱山的海上風(fēng)電就能穿越東海，來(lái)到這兩個(gè)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(fēng)電能穩(wěn)定地接入電網(wǎng)，并能靈活流動(dòng)，這對(duì)風(fēng)電資源豐富的舟山來(lái)說(shuō)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(qiáng)，電網(wǎng)更加堅(jiān)固，為風(fēng)電等新能源開(kāi)發(fā)將打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
【鏈接】
柔性直流輸電技術(shù)在
世界各國(guó)的應(yīng)用
目前，世界各國(guó)充分認(rèn)識(shí)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(kāi)始呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。但當(dāng)前世界范圍內(nèi)，已投運(yùn)的柔性直流輸電工程均為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)兩端系統(tǒng)，尚無(wú)多端柔性直流輸電工程投入商業(yè)運(yùn)行。
為滿(mǎn)足可再生能源并網(wǎng)、海島供電等需求，歐美等國(guó)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(xiàng)目分別是美國(guó)的Tres Amigas Superstation工程和瑞典—挪威的South West Link工程。
美國(guó)的Tres Amigas Superstation三端柔性直流輸電工程，用以實(shí)現(xiàn)東部電網(wǎng)、西部電網(wǎng)、德克薩斯州電網(wǎng)三個(gè)主要電網(wǎng)的互聯(lián)。該工程換流站容量75萬(wàn)千瓦，直流電壓±345千伏，預(yù)計(jì)2016年投入商業(yè)運(yùn)行。投運(yùn)后，將有助于改善由風(fēng)能、太陽(yáng)能和地?zé)岬乳g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(wèn)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(zhǎng)的風(fēng)電并網(wǎng)需要。該工程傳輸容量為70萬(wàn)千瓦×2，直流電壓±300千伏，預(yù)計(jì)2014年年底完成兩端建設(shè)。
目前，我國(guó)已有兩項(xiàng)多端直流工程規(guī)劃，一是南方電網(wǎng)公司南澳風(fēng)電場(chǎng)四端直流輸電示范工程，直流電壓±160千伏，傳輸容量20萬(wàn)千瓦，該科技項(xiàng)目及示范工程預(yù)計(jì)于2014年完工；另一個(gè)是國(guó)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(wàn)千瓦，為目前國(guó)內(nèi)在建的最大容量的多端柔性直流輸電項(xiàng)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(lái)自多個(gè)站點(diǎn)的風(fēng)能、太陽(yáng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉?，通過(guò)一個(gè)大容量、長(zhǎng)距離的電力傳輸通道，到達(dá)多個(gè)城市的負(fù)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(chǎng)合提供了一種有效的解決方案。近年來(lái)，我國(guó)柔性直流輸電工程應(yīng)用開(kāi)始增加。國(guó)家電網(wǎng)公司于2006年啟動(dòng)柔性直流輸電技術(shù)專(zhuān)項(xiàng)研究，并于2011年7月投運(yùn)上海南匯風(fēng)電場(chǎng)柔性直流輸電工程。這是亞洲首個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的柔性直流工程。
