中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：廈門(mén)柔直工程的投運(yùn)不僅標(biāo)志著中國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域再一次取得國(guó)際領(lǐng)先，更是為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建提供了先行實(shí)踐。
文? 彭慧文 李朝暉 林梅妹
2015年12月17日，一則廈門(mén)“島內(nèi)用上‘柔性電’”的報(bào)道被廣泛傳播，除當(dāng)?shù)孛襟w外，人民日?qǐng)?bào)、新華社、中央電視臺(tái)等主流媒體都從百姓民生、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等角度對(duì)此進(jìn)行了解讀。
對(duì)于能源行業(yè)而言，福建廈門(mén)±320千伏柔性直流輸電科技示范工程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“廈門(mén)柔直工程”）投運(yùn)的意義更為深遠(yuǎn)。作為世界上首個(gè)采用真雙極接線、額定電壓和輸送容量雙雙達(dá)到國(guó)際之最的柔性直流輸電工程，它不僅標(biāo)志著中國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域再一次取得國(guó)際領(lǐng)先，更是為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建提供了先行實(shí)踐。
一位電力專(zhuān)家興奮之余，在微信朋友圈大發(fā)感慨：“特高壓直流像大飛機(jī)，容量大、效率高、距離遠(yuǎn)；柔性直流像直升機(jī)，靈活、便捷。”
清潔能源并網(wǎng)新利器
當(dāng)前，開(kāi)發(fā)利用清潔能源已經(jīng)成為全球性共識(shí)，但是大規(guī)模清潔能源并網(wǎng)依然是一個(gè)世界性挑戰(zhàn)，是清潔能源快速發(fā)展的剛性制約因素之一。柔性直流輸電恰恰可以依靠自身的靈活可控性，促成清潔能源在更大范圍內(nèi)高效匯集、靈活傳遞及分散消納，因此成為了攻克清潔能源并網(wǎng)難問(wèn)題的關(guān)鍵性技術(shù)，堪稱(chēng)可以“以柔克剛”。
柔性直流輸電技術(shù)是一種新型直流輸電技術(shù)，它將半控型電力電子器件升級(jí)為全控型電力電子器件，不僅具備輸送容量大、功率損耗小、可以實(shí)現(xiàn)非同步電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)等常規(guī)直流輸電技術(shù)的所有優(yōu)點(diǎn)，還讓直流輸電的適應(yīng)能力上了一個(gè)新臺(tái)階。
“如果將輸電線路比作水管，柔性輸電技術(shù)就相當(dāng)于在水管中安裝了一個(gè)靈活可控的水泵，能夠精準(zhǔn)地控制水流的方向、速度和流量?！睆B門(mén)柔直工程調(diào)試副總指揮鄧超平博士形象地描述到。它可以對(duì)有功和無(wú)功功率進(jìn)行獨(dú)立控制，不再需要配置容量巨大的無(wú)功補(bǔ)償裝置，運(yùn)行方式更加靈活，系統(tǒng)可控性也獲得了極大的提升。
國(guó)網(wǎng)能源研究院教授級(jí)高工馮慶東對(duì)本刊記者表示，柔性直流輸電在清潔能源并網(wǎng)、向弱交流系統(tǒng)甚至無(wú)源系統(tǒng)送電、大型城市地下供電等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。尤其是在清潔能源并網(wǎng)方面，柔性直流輸電技術(shù)目前已經(jīng)支持多直流饋入，可以靈活地將多個(gè)站點(diǎn)的風(fēng)電、太陽(yáng)能、小水電等接入輸電走廊，這讓它與清潔能源并網(wǎng)的適配性進(jìn)一步增強(qiáng)。
孤島聯(lián)網(wǎng)新選擇
廈門(mén)是一座國(guó)際性海島城市，島內(nèi)缺乏電廠廠址資源，所有電力負(fù)荷均由島外電網(wǎng)送入。隨著廈門(mén)島負(fù)荷的持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2016年，此前已有的進(jìn)島線路將無(wú)法滿足島內(nèi)供電需求，所以急需開(kāi)辟新的電力輸送通道。廈門(mén)島電網(wǎng)屬于孤島電網(wǎng)，此前一直采用交流輸電。柔性直流輸電技術(shù)的逐漸成熟為廈門(mén)島供電提供了新選擇。而且，廈門(mén)柔直工程的建設(shè)和投運(yùn)，也可以為解決海島供電難題提供一個(gè)示范樣本。
工程投運(yùn)后，可以有效增強(qiáng)廈門(mén)地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，消除廈門(mén)島作為無(wú)源電網(wǎng)的劣勢(shì)，不僅能夠補(bǔ)充廈門(mén)島電力缺額，還具備動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償功能，能快速調(diào)節(jié)島內(nèi)電網(wǎng)的無(wú)功功率，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓，有力地提高廈門(mén)島電網(wǎng)的供電可靠性、輸電能力和穩(wěn)定運(yùn)行水平。
此外，鄧超平博士介紹說(shuō)，柔性直流輸電讓系統(tǒng)諧波含量大幅降低，換流站不再需要大量安裝濾波裝置，換流閥模塊因?yàn)樵O(shè)計(jì)更加緊湊占地面積也有所下降，因此整個(gè)換流站的占地面積得以大幅度壓縮，這非常適合寸土寸金的廈門(mén)島。
可見(jiàn)，將示范工程落戶廈門(mén)，既是提升并檢驗(yàn)柔性直流輸電技術(shù)研究與應(yīng)用水平的良好機(jī)會(huì)，又能切實(shí)地滿足當(dāng)?shù)乜陀^需求，一舉多得。
能源互聯(lián)網(wǎng)新突破
廈門(mén)柔直工程的突破創(chuàng)新與生俱來(lái)，新建的浦園、鷺島兩座換流站是集中體現(xiàn)。據(jù)鷺島換流站項(xiàng)目總工歐陽(yáng)杰介紹，兩座換流站的4座聯(lián)合樓均采用全鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)跨度為47.2米，是目前國(guó)內(nèi)換流站中跨度最大的，在設(shè)計(jì)與施工方面面臨著巨大挑戰(zhàn)。由此可以管窺，建設(shè)這一“世界上首個(gè)”并不容易。
其實(shí)，從2011年中國(guó)首個(gè)柔直工程——±30千伏上海南匯柔性直流輸電示范工程，到如今的廈門(mén)柔直工程，一路走來(lái)，依托自主創(chuàng)新，中國(guó)柔性直流輸電正在快速向大容量、多端、雙極、背靠背等多個(gè)研究方向開(kāi)展實(shí)踐和探索，“填補(bǔ)多項(xiàng)世界相關(guān)技術(shù)空白”已經(jīng)成為“新常態(tài)”。
英雄所見(jiàn)略同，在探索新能源消納的道路上，柔性直流輸電已經(jīng)成為全球電力搶占的下一個(gè)制高點(diǎn)。目前，世界范圍內(nèi)至少有16個(gè)國(guó)家均有柔性直流輸電工程投運(yùn)或在建。在歐洲，為了將遠(yuǎn)海風(fēng)電、歐洲北部水電以及來(lái)自北非的太陽(yáng)能接入電網(wǎng)，一個(gè)以柔性直流輸電技術(shù)為支撐的能源互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段。
在未來(lái)，基于全球能源互聯(lián)網(wǎng)倡議，對(duì)柔性直流輸電技術(shù)的需求顯得尤為迫切。國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院副院長(zhǎng)湯廣福表示，為了滿足全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建需求，需要在更高電壓等級(jí)的柔性直流換流技術(shù)及裝備、基于架空線路的柔性直流輸電技術(shù)等領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)力。
“更快、更高、更強(qiáng)”是對(duì)奧運(yùn)精神的表述，也可以作為對(duì)柔性直流輸電技術(shù)發(fā)展方向的絕佳詮釋。
據(jù)悉，國(guó)家電網(wǎng)公司正在河北張家口規(guī)劃建設(shè)±500千伏等級(jí)的基于柔性直流輸電技術(shù)的四端輸電網(wǎng)絡(luò)，最大換流容量將達(dá)到3000兆瓦，屆時(shí)將再一次刷新柔性直流輸電的極限。而面向“十三五”，根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司規(guī)劃，一條連接新疆、青海與湖南的±800千伏特高壓柔性直流輸電工程將會(huì)在跨區(qū)域大范圍配置西北風(fēng)、光資源方面，發(fā)揮重要作用。
可以預(yù)見(jiàn)，隨著柔性直流輸電技術(shù)不斷跨越新高度，以及相關(guān)裝備制造、工程設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的不斷成熟，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的圖景也會(huì)越來(lái)越清晰。
