DQZHAN技術(shù)訊：柔性直流：新能源并網(wǎng)的明星技術(shù)

截至2016年底，我國風(fēng)電和太陽能并網(wǎng)裝機(jī)容量分別達(dá)到1.47億千瓦和7800萬千瓦，均居世界首位。我國風(fēng)電和光伏等可再生能源一躍而起成為我國能源轉(zhuǎn)型的重要引擎之一。然而，事實(shí)證明，傳統(tǒng)技術(shù)聯(lián)網(wǎng)在面對(duì)可再生能源接入時(shí)似乎顯得并不“給力”。太陽能、風(fēng)能等可再生能源由于必須依賴輸電網(wǎng)架構(gòu)才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模開發(fā)和遠(yuǎn)距離輸送更加劇了其局限性，而采用交流輸電技術(shù)或傳統(tǒng)的直流輸電技術(shù)聯(lián)網(wǎng)則顯得很不經(jīng)濟(jì)。那么，問題來了……如何解決可再生能源入網(wǎng)難的問題？如何提高可再生能源的使用效率？又如何破解清潔能源發(fā)展的瓶頸？在張北這片區(qū)域，我們或許可以找到部分答案。2月8~9日，國家電網(wǎng)公司張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)示范工程（簡(jiǎn)稱：“張北柔直電網(wǎng)工程”）設(shè)計(jì)啟動(dòng)會(huì)在京召開。這個(gè)曾經(jīng)“壩上一陣風(fēng)，從春刮到冬”的張北地區(qū)在得到柔性直流輸電技術(shù)的支持后，勢(shì)必更加備受矚目。

輸電技術(shù)新生代輸電中的“戰(zhàn)斗機(jī)”

張北柔直電網(wǎng)工程作為世界頭個(gè)柔性直流環(huán)網(wǎng)工程，其柔性直流電網(wǎng)送出方式實(shí)現(xiàn)了風(fēng)、光、儲(chǔ)多能互補(bǔ)，這對(duì)于河北張家口地區(qū)的新能源送出和北京市接納新能源電量十分必要。更深層次地說，對(duì)于我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)**起到了科技**示范作用。

在這項(xiàng)***電網(wǎng)示范工程項(xiàng)目中，著重要提到的一款“明星”技術(shù)———柔性直流輸電技術(shù)。得益于其快速靈活的可控性、高度的緊湊性以及優(yōu)良的環(huán)境適應(yīng)性，使得大規(guī)?？稍偕茉锤咝Ы尤?。除此之外，該項(xiàng)技術(shù)還可提供適應(yīng)性更強(qiáng)的接納、傳輸模式，提高電網(wǎng)大規(guī)模遠(yuǎn)距離輸電能力，將為新能源的高效利用及電網(wǎng)發(fā)展帶來**性的變化，在未來必將是推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)大范圍能源互聯(lián)的重要手段。國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院副院長(zhǎng)湯廣福就曾表示：當(dāng)前，我國發(fā)電方式發(fā)生了變革，可再生能源比例加大。未來，全球能源互聯(lián)網(wǎng)可大規(guī)模接入可再生能源。因此，柔性直流輸電技術(shù)是必不可少的。

正是這款**、先進(jìn)、上檔次的輸電技術(shù)將不穩(wěn)定的清潔能源多點(diǎn)匯集，形成穩(wěn)定可控的電源，并充分利用區(qū)域大規(guī)模風(fēng)、光的互補(bǔ)特性與抽蓄的靈活調(diào)峰特性，打造靈活的能源交互平臺(tái)，解決清潔能源“并不上”、“送不出”、“難消納”三大問題。它如同一體化輸電“戰(zhàn)斗機(jī)”必將在未來電網(wǎng)形態(tài)發(fā)展的藍(lán)天形成主導(dǎo)。

示范樣板建成單端容量*大工程

柔性變電站、奧運(yùn)低碳綜合配套智能電網(wǎng)……張北地區(qū)未來的規(guī)劃就是在“追風(fēng)逐日”中，依托風(fēng)能和太陽能打造新能源互聯(lián)網(wǎng)的“樣板間”。張北柔直電網(wǎng)工程輸電線路以張北站、康保站、豐寧站三個(gè)±500千伏送端柔性直流換流站和北京站±500千伏受端柔性直流換流站共4個(gè)柔性直流換流站為依托形成直流環(huán)網(wǎng)，分9段線路，全線路徑總長(zhǎng)度618.7千米。

圍繞高壓大容量及直流構(gòu)網(wǎng)的應(yīng)用需求，該項(xiàng)目將自主研制滿足±500千伏、300萬千瓦柔性直流電網(wǎng)工程的換流閥樣機(jī)，構(gòu)建不低于4000獨(dú)立節(jié)點(diǎn)的閥控系統(tǒng)實(shí)時(shí)閉合數(shù)字仿真測(cè)試平臺(tái)，建設(shè)多能源互補(bǔ)交直流協(xié)調(diào)控系統(tǒng)。

張北柔直電網(wǎng)工程匯集了大規(guī)模風(fēng)電、光伏、儲(chǔ)能、抽蓄等多種形態(tài)能源的輸送方式，電壓等級(jí)±500千伏、單端容量更是達(dá)到世界*大的300萬千瓦。

通過兩端300萬千瓦換流站匯集張北地區(qū)的風(fēng)電，另一端150萬千瓦換流站接入當(dāng)?shù)爻樗钅?，并通過一端300萬千瓦換流站接入北京電網(wǎng)，每年可為北京地區(qū)提供26億千瓦時(shí)的清潔能源，同時(shí)還可有效緩解張北地區(qū)高比例可再生能源的高效接納和外送問題，預(yù)計(jì)可減少因棄風(fēng)、棄光造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3億元以上，并將提高可再生能源電力占京津冀電力消費(fèi)比重，服務(wù)低碳奧運(yùn)專區(qū)建設(shè)。

會(huì)師張北技術(shù)支撐能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

由于張北柔直電網(wǎng)工程的核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備均為國際開創(chuàng)，且匯集了多種形態(tài)能源輸送方式，其前期的勘測(cè)設(shè)計(jì)任務(wù)可謂是舉足輕重。原始**難度大，各相關(guān)單位需**梳理工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)和核心問題，達(dá)到深度融合。

2月6日，中國能建中國電力工程顧問集團(tuán)、浙江省電力設(shè)計(jì)院、江蘇省電力設(shè)計(jì)院、安徽省電力設(shè)計(jì)院等單位集體中標(biāo)張北柔直電網(wǎng)工程多項(xiàng)勘測(cè)設(shè)計(jì)任務(wù)。中國能源建設(shè)集團(tuán)這次可謂集而成團(tuán)，聚而發(fā)力，奏響新一年“開門紅”的樂章。

除此之外，中國電建河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院、國家電投國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院等多家單位也中標(biāo)相關(guān)標(biāo)段。

群英薈萃齊爭(zhēng)艷，各家單位雖然承擔(dān)標(biāo)段不同，但本著萬變不離其宗，再難再復(fù)雜的工程也有其不變規(guī)律的態(tài)度，他們以工匠精神做勘設(shè)，彰顯出信心與能力。

其中，中國能建浙江院中標(biāo)張北柔直電網(wǎng)工程換流站設(shè)計(jì)分標(biāo)包1———張北換流站勘察設(shè)計(jì)。張北換流站包括直流和交流兩部分，直流部分建設(shè)1座換流站，安裝2臺(tái)150萬千瓦柔性直流單元，交流部分本期新建500千伏出線1回，220千伏出線12回。

中國能建江蘇院中標(biāo)張北柔直電網(wǎng)工程直流線路包5———豐寧換流站—赤城縣曹家村勘測(cè)設(shè)計(jì)。同時(shí)該院還承擔(dān)了全線的防雷接地專題研究報(bào)告。由于柔直系統(tǒng)對(duì)線路可靠性要求極高，該工程還**采用全線同塔架設(shè)金屬回線的技術(shù)方案，又有單、雙回路的不同組合，防雷接地設(shè)計(jì)是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。

中國能建中電工程?hào)|北院中標(biāo)張北柔直電網(wǎng)工程包8標(biāo)段設(shè)計(jì)任務(wù)。目前，該院對(duì)于金屬回路線的型式選擇、導(dǎo)線與金屬回流線的布置方案以及導(dǎo)線對(duì)金屬回線的電磁影響已開始進(jìn)行可研資料的梳理、消化。

中國能建安徽院中標(biāo)張北柔直電網(wǎng)工程線路部分包1———張北—康保換流站的勘測(cè)、設(shè)計(jì)任務(wù)。該院目前已成立工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目組，正著手在初設(shè)階段提前開展現(xiàn)場(chǎng)踏勘、收資、協(xié)議辦理等工作，針對(duì)優(yōu)化路徑的重點(diǎn)和難點(diǎn)，盡可能地降低線路建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)設(shè)施的影響。

中國電建河南省電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院中標(biāo)張北柔直電網(wǎng)工程輸電線路勘察設(shè)計(jì)包3標(biāo)段，項(xiàng)目的中標(biāo)填補(bǔ)了該院±500千伏直流輸電線路設(shè)計(jì)的空白,也是該院**涉足柔性直流輸電領(lǐng)域。

國核電力規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院中標(biāo)包6———赤城縣曹家村—京新高速北側(cè)雙回路分界塔段線路工程設(shè)計(jì)，這是該院在柔性直流工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域的巨大突破。

“探討構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動(dòng)以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”是我國在聯(lián)合國發(fā)展峰會(huì)的倡議。而柔性直流輸電技術(shù)正是構(gòu)建智能電網(wǎng)和全球能源互聯(lián)網(wǎng)*具特色的技術(shù)之一。

“會(huì)師張北”所取得的**成果，必將給輸電方式和電網(wǎng)架構(gòu)帶來重要的變革，為我國電網(wǎng)技術(shù)升級(jí)、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型提供重要技術(shù)支撐，也為實(shí)現(xiàn)全球能源互聯(lián)、落實(shí)“一帶一路”戰(zhàn)略規(guī)劃奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)