《國(guó)家電網(wǎng)》雜志大篇幅報(bào)道自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)柔性直流技術(shù)

1、國(guó)家電網(wǎng)雜志大篇幅報(bào)道自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)柔性直流技術(shù) 發(fā)布時(shí)間：2011-07-04來(lái)源：屮電普瑞電力工程有限公司字體：a蟲(chóng)±點(diǎn)擊次數(shù):國(guó)家電網(wǎng)雜志2011年11期上，大篇幅報(bào)道我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)柔性直流技術(shù)，全 文如下： ( iya在電網(wǎng)發(fā)展li新刀異的今年,柔性直流輸電系統(tǒng)無(wú)疑為我國(guó)智能電網(wǎng)乂注入新的技術(shù) 活力。一頭連著新能源電源,一頭連著大電網(wǎng),它的柔性辻兩者順暢相聯(lián),止我們見(jiàn)識(shí)到柔 性的力量。柔性的力量一一記我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)柔性直流技術(shù)木刊記者王彥5月3 li上午10點(diǎn)，我國(guó)首條白主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的柔性直流輸電試驗(yàn)示范工程一一上海南 匯風(fēng)電場(chǎng)柔性百流輸電并網(wǎng)工程成功投入試運(yùn)行。上海南匯風(fēng)電

2、場(chǎng)柔性直流輸電工程聯(lián)結(jié)上 海南匯風(fēng)電場(chǎng)與書(shū)院變電站，工程容量為20兆瓦，直流電壓等級(jí)為±30千伏。柔性肓流輸電作為電力系統(tǒng)電力電了領(lǐng)域最高端的技術(shù)，屬于高端電力裝備制造產(chǎn)業(yè), 其技術(shù)的研究利產(chǎn)業(yè)化對(duì)推動(dòng)我國(guó)電力裝備向著技術(shù)高端化、能源節(jié)約化、設(shè)備智能化發(fā)展 有著重要的意義。同時(shí)，山于柔性直流技術(shù)對(duì)新能源并網(wǎng)具有重要意義，示范工程未來(lái)対新 能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展也有巨大的推動(dòng)作用。什么是柔性直流？柔性直流輸電是采用基于電壓源換流器的新i代直流輸電技術(shù)，其發(fā)展和應(yīng)用將給輸電 方式和電網(wǎng)架構(gòu)帯來(lái)重要的變革。國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)組織將其定義為“電壓源換流器型高壓直流 輸電(vsc hvdc)o該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外被

3、稱為輕型直流輸電(hvdc light)或新型直流輸電(hvdc plus)并作為商標(biāo)注冊(cè)，國(guó)家電網(wǎng)公司則將其命名為柔性直流輸電(hvdc flexible)。柔性總流輸電系統(tǒng)通過(guò)對(duì)兩端電壓源換流器的有效控制，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)交流有源網(wǎng)絡(luò)之 間冇功功率的相互傳送。同時(shí)，兩端電壓源換流器還可以調(diào)節(jié)各自所吸收或發(fā)出的無(wú)功，對(duì) 所聯(lián)結(jié)的交流系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)功支持。由于柔性肓流輸電技術(shù)可以獨(dú)立、快速地控制其輸出電壓 的相位和幅值，從而能夠快速、靈活地調(diào)節(jié)其輸岀的有功和無(wú)功功率，并具有運(yùn)行方式靈活、 可控性強(qiáng)、適用場(chǎng)合多、占地面積小、壞保性好等突出優(yōu)勢(shì)。通俗地講，在現(xiàn)有的電網(wǎng)中使用了柔性胃流輸電系統(tǒng)，和當(dāng)于在電網(wǎng)

4、屮接入了一個(gè)閥門 和電源，它不僅可以冇效控制英上面通過(guò)的電能，隔離電網(wǎng)故障的擴(kuò)散，而r還能根據(jù)電網(wǎng) 需求，自身快速、靈活、可調(diào)的發(fā)出或者吸收一部分能最。這對(duì)優(yōu)化電網(wǎng)的潮流分布，增強(qiáng) 電網(wǎng)穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)的智能化和可控性，具有一定作用，十分符合我國(guó)當(dāng)前建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能 電網(wǎng)的總體戰(zhàn)略冃標(biāo)，是構(gòu)建智能化電網(wǎng)的重耍裝備。漫漫創(chuàng)新路為全面掌握柔性直流輸電核心技術(shù)，國(guó)家電網(wǎng)公司科技部在2006年組織編制了柔性 直流輸電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究框架，系統(tǒng)地提出了柔性直流輸電技術(shù)研究的總體規(guī)劃。此后 公司組織上海市電力公司、中國(guó)電科院、網(wǎng)聯(lián)直流咨詢公司和高等院校等建立產(chǎn)、學(xué)、研、 用聯(lián)合科研團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)五年時(shí)間，系統(tǒng)開(kāi)展

5、了柔性直流輸電的基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)、核 心裝備研制和工程示范建設(shè)，取得了重大的技術(shù)和工程成果。2006年，由中國(guó)電科院牽頭，組織上海公司、浙江大學(xué)等國(guó)內(nèi)實(shí)力一流的科研院所、 電力企業(yè)、高等院校，在2007年底合作完成了柔性直流輸電技術(shù)前期研究柔性直流輸 電棊礎(chǔ)理論研究?jī)蓚€(gè)科研項(xiàng)冃，從柔性直流輸電主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及調(diào)制方式的研究、控制 保護(hù)策略的研究、系統(tǒng)諧波與接地系統(tǒng)的研究、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析研究和可靠性與可川率研究 等六個(gè)方而開(kāi)展柔性總流技術(shù)的基礎(chǔ)理論研究階段，収得了大量理論成來(lái)。這是國(guó)內(nèi)首次針 對(duì)柔性直流輸電技術(shù)理論開(kāi)展的系統(tǒng)、全面的研究。2008年，公司重人科技示范項(xiàng)目一一“柔性直流輸電關(guān)

6、鍵技術(shù)與示范工程前期研究，依 托上海南匯柔性直流輸電試驗(yàn)示范工程，山上海公司牽頭，中國(guó)電科院作為技術(shù)總負(fù)責(zé)，共 同開(kāi)展了柔性直流輸電關(guān)鍵技術(shù)和工程而期的研究。通過(guò)兩年多的努力，技術(shù)人員依托口在 特高壓換流閥的工作基礎(chǔ)，在柔性肯流輸電一系列裝置級(jí)、系統(tǒng)級(jí)關(guān)鍵技術(shù)上均取得了重人 突破，獲得了多項(xiàng)擁有完全b主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要成果，為示范工程的快速建設(shè)和順利投運(yùn)奠 定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。與常規(guī)直流輸電工程相比，柔性直流輸電工程的換流閥中使川了授新型的大功率可關(guān)斷 型器件，具有開(kāi)關(guān)頻率高(每秒數(shù)百到數(shù)千次，而常規(guī)直流為每秒50次)、動(dòng)作速度快(106 到109秒)，在驅(qū)動(dòng)、控制和保護(hù)上具有非常高的難度。中國(guó)

7、電科院的柔性宜流輸電研發(fā)團(tuán) 隊(duì)在院副總工程師、項(xiàng)目技術(shù)總負(fù)責(zé)湯廣福的帶領(lǐng)下，通過(guò)深入的技術(shù)分析和比較，確定了 該項(xiàng)ii方案采用先進(jìn)的模塊多電平技術(shù)(mmc),這是國(guó)內(nèi)首次對(duì)英原理、特性、控制、調(diào) 制、參數(shù)設(shè)計(jì)等進(jìn)行系統(tǒng)化研究。該技術(shù)的出現(xiàn)人人降低了系統(tǒng)的輸電損耗，并為今后工程 容量升級(jí)到上千兆瓦提供了可能，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，顯著提高了系統(tǒng)的可靠性。在2010年年底，工程南風(fēng)換流站正式開(kāi)丄建設(shè)。一個(gè)月后，中國(guó)電科院在柔性直流輸 電可關(guān)斷器件閥多層級(jí)子模塊串聯(lián)、高頻寬范圍特性分析及電磁兼容設(shè)計(jì)、微秒納秒級(jí)高 速驅(qū)動(dòng)與保護(hù)、系統(tǒng)快速旁路及強(qiáng)制觸發(fā)、微秒級(jí)高速控制監(jiān)控與閥基控制器脈沖分配、模 塊化

8、多電平換流器試驗(yàn)方法研究與裝置研制等系列裝置級(jí)關(guān)鍵技術(shù)上均取得了重要突破，獲 得了多項(xiàng)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重人成果，成功完成了國(guó)內(nèi)首套柔性肓流輸電換流閥及閥 基控制器裝査的研制和系列試驗(yàn)驗(yàn)證，為示范工程的快速建設(shè)和順利投運(yùn)奠定了基礎(chǔ)。5月3日，上海南匯風(fēng)電場(chǎng)柔性直流輸電并網(wǎng)工程順利完成工程整體試運(yùn)行。三個(gè)多月 時(shí)間，完成了國(guó)外公司通常要一年才能完成的工程建設(shè)、調(diào)試和試運(yùn)行等任務(wù)，這是一個(gè)奇 跡。湯廣福告訴記者：“國(guó)內(nèi)外學(xué)者和電力設(shè)備企業(yè)對(duì)柔性總流輸電研究十分活躍，但此而 國(guó)際上僅abb (1999)、西門子(2010)有實(shí)際工程應(yīng)用,整個(gè)亞洲范圍內(nèi)都沒(méi)有開(kāi)展過(guò)工 程實(shí)施。中國(guó)電科院自有知識(shí)產(chǎn)

9、權(quán)的柔性肓流輸電成套裝備的開(kāi)發(fā)和研制，成功地打破了國(guó) 外的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了高端電力裝備的中國(guó)創(chuàng)造，并完全掌握了工程的集成技術(shù)，貝備了工 程總承包能力。有望在風(fēng)牛水起的新能發(fā)展浪潮屮，為我國(guó)電力裝備制造業(yè)向國(guó)際化發(fā)展起 到良好的借鑒。廣闊的應(yīng)用前景柔性肓流輸電由于其突出的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特別適合于風(fēng)力發(fā)電等間/式能源并網(wǎng)、重要負(fù) 荷供電、孤島供電、電網(wǎng)黑啟動(dòng)、多端直流聯(lián)網(wǎng)、弱系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域應(yīng)用，是構(gòu)建智能電網(wǎng) 最具特色的裝備z,具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。截至2010年，世界上已經(jīng)投運(yùn)的柔性宜流輸電工程共有11條。而隨著世界范囤內(nèi)可再 牛能源的發(fā)展、技術(shù)的提升以及成本的降低，柔性直流輸電產(chǎn)牛了跨越式發(fā)展。

10、從2010年 至今在世界范圍內(nèi)規(guī)劃建設(shè)的柔性直流輸電工程已有10多條，超過(guò)了以往十幾年投運(yùn)工程 的總和，而發(fā)展速度越來(lái)越快。在世界范圍內(nèi)，冃前柔性直流輸電每年的市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá) 400億元以上。緩解了我國(guó)可再生能源并網(wǎng)的技術(shù)難題隨著國(guó)家大力開(kāi)發(fā)和利用可再生清潔能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源 利用規(guī)模不斷擴(kuò)大，但其固有的分散性、波動(dòng)性、遠(yuǎn)離負(fù)荷中心等特點(diǎn)，便其對(duì)電網(wǎng)的安全 穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了極大的影響。使川柔性直流輸電并網(wǎng)，可以極大緩解由風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng) 而引起的電壓波動(dòng)問(wèn)題，同時(shí)降低系統(tǒng)頻率變化對(duì)風(fēng)機(jī)的影響，保證風(fēng)電場(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng) 交流系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，柔性總流輸電系統(tǒng)能夠有效進(jìn)行隔離

11、，人幅度捉高風(fēng)電場(chǎng)在交流系統(tǒng) 故障下的低電壓穿越能力。在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重故障的情況下，風(fēng)電場(chǎng)可以通過(guò)柔性直流輸電為 交流系統(tǒng)提供黑啟動(dòng)電源。而且柔性肓流所用的電纜不存在電磁場(chǎng)和汕污染，所需輸電走廊 也大為減少，大大降低了対環(huán)境的影響。據(jù)了解，冃而國(guó)際上公認(rèn)柔性直流輸電是風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的最佳技術(shù)手段。特別是對(duì)于大型 遠(yuǎn)距離的海上風(fēng)電而言，采用交流輸電或常規(guī)高壓宜流輸電的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于柔性肓 流輸電。因此柔性直流輸電并網(wǎng)是目前的最優(yōu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案。柔性直流是促進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展的有力技術(shù)手段由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，大型城市用電負(fù)荷快速增加，需要不斷擴(kuò)充電網(wǎng)的容量，同 時(shí)電能質(zhì)量問(wèn)題越來(lái)越突出，電網(wǎng)如路電流超標(biāo)問(wèn)題時(shí)有發(fā)生。限于城區(qū)規(guī)劃的要求，必須 利用有限的線路走廊輸送更多的電能，并盡量減少視覺(jué)和環(huán)境污染。而且還需要進(jìn)一步提高 對(duì)部分城市重要負(fù)荷的供電可靠性和電