中國儲能網訊：我國能源資源與負荷中心呈遠距離逆向分布，80%以上的煤炭、水能、風能和太陽能資源分布在西部和北部地區(qū)，70%以上的電力消費集中在東中部地區(qū)。近年來，隨著電力需求不斷攀升，能源清潔低碳轉型加快，國家把“沙戈荒”大型風電光伏基地建設作為實現(xiàn)“雙碳”目標、保障東中部地區(qū)用電的重要舉措。
2021年11月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地建設項目清單的通知》，在內蒙古、青海、甘肅、寧夏、新疆等18個?。ㄗ灾螀^(qū)）及新疆生產建設兵團統(tǒng)籌安排50個基地項目，合計裝機9736萬千瓦。2022年國家發(fā)布的《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》提出大力推進風電和光伏發(fā)電基地化開發(fā)。同年，國家印發(fā)《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地規(guī)劃布局方案》，明確提出到2030年，我國將規(guī)劃建設風光基地總裝機規(guī)模約4.55億千瓦。今年政府工作報告明確提出，加快建設“沙戈荒”新能源基地。截至2024年年底，第一批50個“沙戈荒”大型風電光伏基地項目基本建成投產，裝機規(guī)模超9000萬千瓦。
在此背景下，特高壓直流輸電技術在“沙戈荒”大型風電光伏基地規(guī)?；_發(fā)方面發(fā)揮重要作用。目前規(guī)模化應用于直流工程的技術路線主要分為常規(guī)直流和柔性直流。由于各基地的資源特性、配套電源結構、近區(qū)系統(tǒng)條件等因素存在較大差異，選擇科學合理的外送直流工程技術路線對保障清潔電力安全高效外送至關重要。
目前我國柔性直流輸電技術已實現(xiàn)廣泛應用，如舟山、廈門、魯西、渝鄂、張北、如東等柔直工程，以及昆柳龍、建蘇等受端采用柔直技術的混合直流工程。甘肅—浙江±800千伏特高壓直流輸電工程直流受端500千伏配套工程日前在浙江啟動，該工程是全球首個特高壓柔性直流工程。根據(jù)工程實踐經驗和科學理論研究，柔性直流輸電技術存在優(yōu)勢和不足。主要優(yōu)勢在于，柔性直流輸電技術不依賴交流系統(tǒng)運行，無換相失敗問題。由于柔性直流輸電采用的是全控性器件——絕緣柵雙極型晶體管（IGBT），可以通過觸發(fā)脈沖控制IGBT的導通和關斷，換流站不依賴交流系統(tǒng)運行，不會出現(xiàn)換相失敗問題。有功無功四象限功率調節(jié)能力，柔性直流輸電可對有功和無功功率進行解耦控制。在容量允許的情況下，換流器可以動態(tài)調節(jié)與交流系統(tǒng)交換的無功功率，進而維持交流母線電壓的穩(wěn)定。技術不足在于，相比于常規(guī)直流技術，柔性直流技術投資成本較大，主要是其換流閥采用了模塊級聯(lián)的方式，當電壓等級高時，橋臂中需要串聯(lián)大量的子模塊，相同功率條件下柔性直流輸電的投資成本更大。柔性直流技術在電網運行中應用大量電力電子設備，工程投產前難以全面識別全部振蕩模式，系統(tǒng)發(fā)生振蕩風險高。IGBT是柔性直流技術核心元件，當前應用較多的IGBT器件均為小容量，大容量IGBT尚無應用實例。
建議從以下幾方面重點發(fā)力，進一步推動柔性直流輸電技術在“沙戈荒”外送通道的應用：
一是強化規(guī)劃引領與跨區(qū)協(xié)同。在“沙戈荒”大型風光基地外送通道深化柔性直流輸電技術應用，在“十五五”時期重點布局2～4個“沙戈荒”大基地柔性直流輸電技術典型示范工程，形成可復制推廣的技術標準和建設經驗，為后續(xù)“沙戈荒”大型風電光伏基地規(guī)?；_發(fā)外送奠定基礎。
二是攻關突破關鍵技術瓶頸。集中攻關±800千伏及以上特高壓柔直換流閥、5千安級IGBT器件以及高海拔/高寒專用裝備，重點突破多端柔直系統(tǒng)協(xié)調控制技術。在青海、內蒙古等省份的“沙戈荒”大型風電光伏基地布局“零煤電”配套柔直工程，探索通過構網型儲能、光熱調節(jié)等技術替代傳統(tǒng)火電支撐，開展100%新能源電力安全外送試點，拓展對柔直技術的研究深度。
三是創(chuàng)新政策與利益共享機制。積極與政府相關部門溝通協(xié)作，探索實施綠電輸送“度電補貼+碳溢價”政策，允許柔直項目通過調頻、無功補償參與輔助服務市場并獲得相應收益；探索建立送受端利益共享機制，破解跨省協(xié)調與成本分攤難題。
（作者單位：國網青海省電力公司經濟技術研究院）
