世界電網(wǎng)發(fā)展史上的里程碑
中國(guó)工程院院士、南方電網(wǎng)公司專家委員會(huì)主任委員 李立浧
烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程(簡(jiǎn)稱昆柳龍直流工程)于近日投產(chǎn)。中國(guó)工程院院士、南方電網(wǎng)公司專家委員會(huì)主任委員李立浧難掩內(nèi)心的激動(dòng)：“這個(gè)工程對(duì)于中國(guó)乃至世界電網(wǎng)發(fā)展有引領(lǐng)示范作用，是世界電網(wǎng)發(fā)展史上的里程碑，代表著更先進(jìn)的遠(yuǎn)距離、大容量輸電技術(shù)方向。”
柔性直流與常規(guī)直流的混合，解決常規(guī)直流輸電固有難題，創(chuàng)造19項(xiàng)世界第一，工程的示范意義不言而喻。參與工程籌劃、技術(shù)研發(fā)、方案審定及建設(shè)全過(guò)程的李立浧，如今見(jiàn)證了工程建成投產(chǎn)，感慨頗多。
技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性的最優(yōu)結(jié)合
記者：世界首個(gè)特高壓混合直流工程，為什么會(huì)選擇這種技術(shù)方案？
李立浧：這涉及幾方面。首先講特高壓。西電東送國(guó)家戰(zhàn)略把西部水電送到用電需求大的廣東、廣西，距離近1500公里。遠(yuǎn)距離大容量輸電用特高壓直流最經(jīng)濟(jì)高效，而且南方電網(wǎng)公司已經(jīng)建成了多條±800千伏特高壓常規(guī)直流工程，經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累非常豐富。
但常規(guī)直流工程并網(wǎng)后，其換相失敗現(xiàn)象不能避免等固有特性，會(huì)對(duì)受端電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定帶來(lái)一定沖擊。柔性直流能解決這些問(wèn)題，而且調(diào)控更加靈活，還能在關(guān)鍵時(shí)刻支持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。因此，送端選常規(guī)直流，受端選柔性直流，這種方案既經(jīng)濟(jì)，技術(shù)上又先進(jìn)。
記者：方案經(jīng)過(guò)怎樣的研究論證定下的？
李立浧：研究論證過(guò)程是科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。討論方案選擇時(shí)，有過(guò)不同意見(jiàn)，有過(guò)爭(zhēng)論，但是最終達(dá)成共識(shí)，認(rèn)為柔性直流代表未來(lái)直流輸電的方向。南方電網(wǎng)公司最終決定采用柔性直流輸電方案，作出了科學(xué)決策。
此前，很多國(guó)外的同行提醒我們要非常慎重，“你們的方案很大膽，存在技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，在柔性直流很多問(wèn)題沒(méi)弄清楚前，不要輕易實(shí)踐?！彼麄兊囊庖?jiàn)正是我們科研團(tuán)隊(duì)所關(guān)注的，也激勵(lì)我們下決心做科研攻堅(jiān)。在這過(guò)程中，我們?cè)O(shè)想了各種問(wèn)題和風(fēng)險(xiǎn)，絞盡腦汁，對(duì)技術(shù)方案反復(fù)討論打磨，提出了多種應(yīng)對(duì)方案，力求把問(wèn)題都搞明白。工程建設(shè)證明，我們提出的方案是科學(xué)合理的?，F(xiàn)在國(guó)外同行都表示贊賞，認(rèn)為南方電網(wǎng)公司為世界電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。
工程核心設(shè)備都是國(guó)產(chǎn)
記者：19項(xiàng)世界第一，如何創(chuàng)造出來(lái)的？
李立浧：19項(xiàng)世界第一不是提前設(shè)定的，而是隨著工程的研究推進(jìn)，我們自然而然地發(fā)現(xiàn)，一些東西是世界上其他工程沒(méi)有做過(guò)的。比如用軟件系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)消除線路故障的思路，打破了傳統(tǒng)安裝斷路器的硬件方法。這個(gè)方法開(kāi)創(chuàng)了柔性直流采用架空線路的先河。以前柔性直流工程都用電纜，如果我們這個(gè)工程也采用電纜，大家設(shè)想，1500公里的距離，造價(jià)得多貴？我們的科研人員從問(wèn)題出發(fā)，敢于提想法，“大膽設(shè)想，認(rèn)真求證”，成就了19項(xiàng)世界第一。
記者：19項(xiàng)世界第一，也包括關(guān)鍵設(shè)備創(chuàng)新？
李立浧：是的，工程的順利投產(chǎn)，不僅僅是技術(shù)創(chuàng)新的成功，也是設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的成功。在“高壓大容量柔性直流輸電關(guān)鍵技術(shù)研究與工程示范應(yīng)用”這一國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持下，南方電網(wǎng)公司把換流閥、啟動(dòng)電阻、橋臂電抗器、變壓器這些核心設(shè)備納入進(jìn)來(lái)，和制造企業(yè)一起研究攻關(guān)。
工程沒(méi)有用國(guó)外完整的進(jìn)口產(chǎn)品，核心設(shè)備都是國(guó)產(chǎn)的，只有部分元器件進(jìn)口。而且，即便用國(guó)外的IGBT半導(dǎo)體器件，我們也同時(shí)推進(jìn)國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)出了這種器件，而且性能也很好，在工程中得到應(yīng)用。這些器件在后續(xù)工程將會(huì)大量應(yīng)用，基本解決“卡脖子”問(wèn)題。
有了3端未來(lái)就能做4端、5端
記者：今年7月底工程階段性投產(chǎn)，到目前為止運(yùn)行狀態(tài)如何？
李立浧：階段性投產(chǎn)后，低端400千伏滿負(fù)荷試運(yùn)行，已經(jīng)給廣東送了近50億千瓦時(shí)電量，運(yùn)行狀態(tài)非常好。這很了不起，世界上別說(shuō)柔性直流，就是常規(guī)直流也沒(méi)有先例。直流線路一般都有一年的運(yùn)行適應(yīng)期，這個(gè)工程一投產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)就這么好，是奇跡，體現(xiàn)了非常高的技術(shù)水準(zhǔn)。我感到非常高興和欣慰。工程竣工調(diào)試非常順利，為全面投產(chǎn)創(chuàng)造了有利條件。
記者：未來(lái)柔性直流輸電技術(shù)如何進(jìn)一步應(yīng)用提升？
李立浧：這個(gè)工程能把柔性直流技術(shù)應(yīng)用到3端，未來(lái)就有做4端、5端的可能，主要考量的是實(shí)際情況是否需要，以及經(jīng)濟(jì)效益能否保障的問(wèn)題。所以我說(shuō)，工程對(duì)于中國(guó)乃至世界電網(wǎng)發(fā)展有引領(lǐng)示范作用，是世界電網(wǎng)發(fā)展史上的里程碑。
現(xiàn)在全球都在進(jìn)行能源轉(zhuǎn)型，我國(guó)也作出了碳達(dá)峰、碳中和的承諾。隨著風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)展，這些間歇性、波動(dòng)性大的能源未來(lái)將大規(guī)模接入電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定要求更高，柔性直流是解決問(wèn)題的有效方案。即使這些能源在遠(yuǎn)方、分散多處，只要有多端柔性直流電網(wǎng)，就能有效匯集，解決能源傳輸問(wèn)題。
文/ 南網(wǎng)傳媒全媒體記者 帥泉 圖/ 南網(wǎng)傳媒全媒體記者 李志杰
從無(wú)到有，把不可能變成可能
南方電網(wǎng)公司首席技術(shù)專家,南網(wǎng)科研院黨委書(shū)記、董事長(zhǎng) 饒宏
“烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程(簡(jiǎn)稱昆柳龍直流工程)的投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)直流輸電工程技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，作為世界上首個(gè)特高壓多端柔性直流工程，引領(lǐng)柔性直流技術(shù)進(jìn)入特高壓時(shí)代?！蹦戏诫娋W(wǎng)公司首席技術(shù)專家，南網(wǎng)科研院黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)饒宏說(shuō)。
饒宏還表示，這些技術(shù)創(chuàng)新正在變成標(biāo)準(zhǔn)，把技術(shù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)固化下來(lái)，使它能夠得到更好的推廣和應(yīng)用。這是南方電網(wǎng)公司科研人員勇于創(chuàng)新、勇于實(shí)踐的結(jié)果，他們?cè)谥绷鬏旊娂夹g(shù)領(lǐng)域的“無(wú)人區(qū)”奮力鏖戰(zhàn)，從無(wú)到有，把不可能變成可能。
“我們實(shí)現(xiàn)了從0到1的原始創(chuàng)新”
記者：在您看來(lái)，工程實(shí)現(xiàn)了哪些技術(shù)創(chuàng)新？
饒宏：特高壓、大容量、架空線、混合直流、多端，這五個(gè)關(guān)鍵詞可以概況工程最大的技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)。從2016年開(kāi)始，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)依托國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃——高壓大容量柔性直流輸電關(guān)鍵技術(shù)研究與工程示范應(yīng)用開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)，歷時(shí)五年，并結(jié)合工程的成套設(shè)計(jì)，從系統(tǒng)分析、參數(shù)選擇再到設(shè)備規(guī)范、控制策略的論證提出，給出了一套完整的技術(shù)方案。這些前期的基礎(chǔ)論證、科學(xué)研究是工程得以投產(chǎn)重要的基礎(chǔ)。
我們逐一看五大技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)?！疤馗邏骸眲?chuàng)新，工程在世界上第一次研究設(shè)計(jì)、建設(shè)特高壓混合直流和特高壓柔性直流輸電技術(shù)；“大容量”創(chuàng)新，工程的柔性直流達(dá)到5000兆瓦，是世界上最大的；“架空線”創(chuàng)新，在這個(gè)工程之前，柔性直流主要用電纜，這是第一次采用柔性直流架空線的輸電方式；“混合直流”創(chuàng)新：第一次在送端使用傳統(tǒng)直流，在兩個(gè)受端采用柔性直流，這種混合直流技術(shù)在世界上是第一次；“多端”創(chuàng)新，這是世界上容量最大的多端直流輸電工程。
記者：這些技術(shù)創(chuàng)新，是否意味著我國(guó)在特高壓送電領(lǐng)域已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了“領(lǐng)跑”？
饒宏：工程投產(chǎn)意味著我國(guó)在特高壓直流輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)了“領(lǐng)跑”，這一點(diǎn)答案是肯定的。
我們?cè)诔邏褐绷鬏旊娂夹g(shù)發(fā)展初期，經(jīng)歷了引進(jìn)、消化、吸收的過(guò)程，到直流特高壓800千伏的時(shí)候，我們已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了消化、吸收、再創(chuàng)新。但是特高壓柔性直流技術(shù)在世界上是沒(méi)有其他國(guó)家提出過(guò)的，這次是我們提出了一個(gè)新的發(fā)展方向，要把柔性直流電壓等級(jí)提升到特高壓，還有就是混合直流。一定程度上說(shuō)，我們已經(jīng)由之前的“并跑”變成如今的“領(lǐng)跑”，實(shí)現(xiàn)了從0到1的原始創(chuàng)造。
有了理論的支撐技術(shù)會(huì)更科學(xué)
記者：在這些技術(shù)創(chuàng)新背后，你們做了哪些工作？
饒宏：我們不僅把技術(shù)的設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí)，在這個(gè)過(guò)程中還解決了很多關(guān)鍵的科學(xué)問(wèn)題和技術(shù)問(wèn)題，科學(xué)問(wèn)題的解決需要理論性創(chuàng)新，有了理論的支撐，技術(shù)會(huì)更科學(xué)，決策會(huì)更有依據(jù)。
在科研攻關(guān)的過(guò)程中，我們給出了混合直流的定義、基本的電路圖、運(yùn)行特性曲線等，這些理論問(wèn)題的解決，為工程的建設(shè)打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
我們還開(kāi)展了一系列實(shí)驗(yàn)，從電磁暫態(tài)軟件仿真到全景電網(wǎng)仿真系統(tǒng)進(jìn)行全過(guò)程仿真模擬，還專門搭建物理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，通過(guò)計(jì)算、仿真和試驗(yàn)結(jié)果的相互印證充分掌握了傳統(tǒng)直流與柔性直流構(gòu)建的混合直流基本特性和基本規(guī)律，檢驗(yàn)了技術(shù)方案的可行性，驗(yàn)證了成套設(shè)計(jì)的正確性。最后通過(guò)系統(tǒng)調(diào)試，在實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行條件下這些新技術(shù)得到充分檢驗(yàn)。
記者：這些技術(shù)創(chuàng)新現(xiàn)在是否正在逐步變成標(biāo)準(zhǔn)？
饒宏：我們提出了柔性直流工程成套設(shè)計(jì)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，還有柔性直流換流閥、柔性直流輸電用的變壓器的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)……我們把技術(shù)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)固化下來(lái)，使它們能夠得到更好的推廣和應(yīng)用。
在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，我們已經(jīng)做了兩個(gè)重要的工作。
一個(gè)是在國(guó)際大電網(wǎng)組織，我們發(fā)起成立了混合直流輸電技術(shù)工作組，這個(gè)工作組一提出就得到了來(lái)自10多個(gè)國(guó)家的專家的熱烈響應(yīng)。工作組將混合直流技術(shù)的研究成果和關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)指標(biāo)提供給世界各國(guó)參考。現(xiàn)在我們的工程建成了，把技術(shù)設(shè)想變成了工程實(shí)踐，這個(gè)報(bào)告得到有力支撐，分量就更重了。
另一個(gè)是，我們牽頭申請(qǐng)了一項(xiàng)IEC標(biāo)準(zhǔn)，提出包括柔性直流和混合直流在內(nèi)的控制保護(hù)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)要求，以實(shí)際電網(wǎng)背景條件對(duì)控制保護(hù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能和功能加以檢驗(yàn)，推動(dòng)將這種工作模式變成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，獲得了國(guó)際上同行專家們的認(rèn)可。
我們的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)“走出去”，就能夠帶動(dòng)引領(lǐng)這個(gè)領(lǐng)域、這個(gè)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展。
柔性直流將成為未來(lái)直流發(fā)展方向
記者：柔性直流具有什么特點(diǎn)？
饒宏：柔性直流具有許多技術(shù)特點(diǎn)，概括起來(lái)有兩個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)：一是提高可再生能源的并網(wǎng)能力；二是改善和提高電網(wǎng)的穩(wěn)定特性。
記者：柔性直流未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)如何？
饒宏：柔性直流會(huì)是未來(lái)直流發(fā)展的方向和趨勢(shì)。此前這項(xiàng)技術(shù)多用于新能源并網(wǎng)，特別是海上風(fēng)電，南方電網(wǎng)公司的一個(gè)重大貢獻(xiàn)就是將柔性直流應(yīng)用在大電網(wǎng)上，這將成為影響電網(wǎng)發(fā)展格局的關(guān)鍵技術(shù)。
柔性直流是電壓源型直流，可以對(duì)新能源并網(wǎng)起到“穩(wěn)壓器”的作用，從而使可再生能源很平穩(wěn)地并入電網(wǎng)，減小波動(dòng)性。柔性直流的特點(diǎn)是不存在換相失敗，電網(wǎng)發(fā)生故障的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)完全穿越而不閉鎖，還可以給電網(wǎng)提供動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐，利用柔性直流快速靈活調(diào)節(jié)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)對(duì)于提高電網(wǎng)穩(wěn)定性具有重要意義。
文/ 南網(wǎng)傳媒全媒體記者 韓曉彤 通訊員 周慧 圖/ 南網(wǎng)傳媒全媒體記者 賴增鵬
為未來(lái)能源轉(zhuǎn)型提供支撐
中國(guó)工程院院士、南瑞繼保公司董事長(zhǎng) 沈國(guó)榮
烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程(簡(jiǎn)稱“昆柳龍直流工程”)的投產(chǎn)，開(kāi)啟了我國(guó)特高壓直流輸電發(fā)展的新篇章。
近日，記者采訪了中國(guó)工程院院士、南瑞繼保公司董事長(zhǎng)沈國(guó)榮。沈國(guó)榮對(duì)昆柳龍直流工程取得的成就給予了積極評(píng)價(jià)：“工程聯(lián)結(jié)了云南、廣西、廣東3個(gè)省級(jí)電網(wǎng)，充分利用柔性直流輸電靈活可控的突出特性，實(shí)現(xiàn)省級(jí)電網(wǎng)間互濟(jì)，提升了我們利用電力電子技術(shù)控制電網(wǎng)的能力。”
沈國(guó)榮認(rèn)為，南方電網(wǎng)下決心建設(shè)世界上第一個(gè)常規(guī)直流和柔性直流混合的多端特高壓直流輸電工程，推動(dòng)了我們國(guó)家柔性直流輸電技術(shù)保持國(guó)際領(lǐng)先的地位，通過(guò)“需求拉動(dòng)”，促進(jìn)了能源電力產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)及各方創(chuàng)新能力的快速提升。
千錘百煉 換流閥模塊性能超國(guó)外產(chǎn)品
昆柳龍直流工程作為世界上第一個(gè)常規(guī)直流和柔性直流混合的多端特高壓直流輸電工程，沒(méi)有現(xiàn)成經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，工程建設(shè)過(guò)程面臨的技術(shù)瓶頸都需要自主突破。
因此，昆柳龍直流工程的每一個(gè)關(guān)鍵方案從提出到應(yīng)用，都必須經(jīng)過(guò)成百上千次的試驗(yàn)，才能最終付諸實(shí)施。沈國(guó)榮說(shuō)：“在確認(rèn)全橋和半橋混合比例時(shí)，我們利用實(shí)際裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，開(kāi)展了200多種運(yùn)行方式中不同比例的組合、上萬(wàn)次的仿真迭代，驗(yàn)證換流閥子模塊的電壓情況，最終推薦了適當(dāng)?shù)谋壤桨??！?/p>
為了保證設(shè)備質(zhì)量和工程實(shí)施效率，沈國(guó)榮指揮團(tuán)隊(duì)將現(xiàn)場(chǎng)使用的900多面屏柜連接在一起，進(jìn)行了耗時(shí)超過(guò)一年的詳盡工廠試驗(yàn)。沈國(guó)榮分析了試驗(yàn)過(guò)程中面臨的難題：“由于電網(wǎng)運(yùn)行結(jié)構(gòu)是不斷變化的，在各種工況下滿足性能非常困難。我們通過(guò)根據(jù)電網(wǎng)實(shí)時(shí)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)調(diào)整參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了全工況下的性能要求?！?/p>
在設(shè)備制造方面，昆柳龍直流工程提出了換流閥模塊即使遇到電源有問(wèn)題也不能影響運(yùn)行的高要求目標(biāo)，這在之前的工程并無(wú)先例可循。要突破這個(gè)技術(shù)上的難點(diǎn)，就要進(jìn)行具有一定風(fēng)險(xiǎn)的試驗(yàn)。
面對(duì)挑戰(zhàn)，沈國(guó)榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)迎難而上，“我們?yōu)榇俗隽舜罅课ｋU(xiǎn)性較高的破壞性試驗(yàn)，最終通過(guò)多級(jí)旁路保護(hù)措施實(shí)現(xiàn)了目標(biāo)?！?/p>
經(jīng)過(guò)艱苦的技術(shù)攻堅(jiān)，南瑞繼保研制的控制保護(hù)延時(shí)與以往工程相比大幅提升；自主研制的換流閥模塊，可靠性超過(guò)國(guó)外產(chǎn)品，大幅提升了柔性直流輸電的性能。
柔性互聯(lián) 保障三省電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行
在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量輸電的同時(shí)，如何保障電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定是輸電環(huán)節(jié)的重中之重。據(jù)沈國(guó)榮分析，昆柳龍直流工程采用柔性直流輸電技術(shù)，避免了廣東電網(wǎng)繼續(xù)采用傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)的多直流同時(shí)換相失敗問(wèn)題，提升了廣東電網(wǎng)整體的安全性。
三個(gè)省級(jí)電網(wǎng)連在一起后，電網(wǎng)穩(wěn)定問(wèn)題也變得復(fù)雜了。為了給電網(wǎng)互聯(lián)加上堅(jiān)實(shí)可靠的“保險(xiǎn)”，沈國(guó)榮帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)通過(guò)提供穩(wěn)控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了多端直流功率提升、功率回降、頻率控制，以及功率速降協(xié)調(diào)等安全穩(wěn)定控制策略，有效保障三端直流連接的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
沈國(guó)榮認(rèn)為，柔性直流輸電容易實(shí)現(xiàn)多端連接和組網(wǎng)運(yùn)行，利用該優(yōu)勢(shì)可實(shí)現(xiàn)省級(jí)電網(wǎng)的互聯(lián)。柔性直流輸電控制能力強(qiáng)，用來(lái)進(jìn)行區(qū)域電網(wǎng)柔性互聯(lián)，可實(shí)現(xiàn)互供互濟(jì)而又相互隔離故障。廣東背靠背工程利用這個(gè)特性實(shí)現(xiàn)了短路電流限制和互供互濟(jì)、緊急支援。
前景廣闊 柔性直流輸電將支撐能源轉(zhuǎn)型
目前，盡管柔性直流輸電技術(shù)具備了遠(yuǎn)距離大容量輸電及電網(wǎng)安全互聯(lián)等優(yōu)勢(shì)，但仍需解決成本高和損耗高的問(wèn)題?！笆墁F(xiàn)階段全控器件條件的限制，柔性直流成本和損耗較常規(guī)直流都要高，但也在隨著技術(shù)的發(fā)展正在逐漸降低?！鄙驀?guó)榮認(rèn)為我國(guó)柔性直流可控器件發(fā)展的步伐將會(huì)加快，“我們國(guó)家在自主可控器件研制上正在加緊追趕，我們已經(jīng)配合國(guó)產(chǎn)器件廠家開(kāi)展了充分的研究工作，實(shí)現(xiàn)柔性直流技術(shù)全面自主化完全可行?！?/p>
談到柔性直流輸電未來(lái)的發(fā)展，沈國(guó)榮指出，未來(lái)新一代器件，如碳化硅、氮化鎵器件一旦條件成熟，柔性直流輸電在降低損耗、減小體積、提升可靠性等方面必將取得長(zhǎng)足進(jìn)步。
近年來(lái)，可再生能源發(fā)展十分迅猛，部分地區(qū)如何消納多余的可再生能源發(fā)電成為能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一環(huán)。沈國(guó)榮表示，為實(shí)現(xiàn)中國(guó)承諾的“2030年前碳排放要達(dá)到峰值，2060年前要實(shí)現(xiàn)碳中和”目標(biāo)，新能源占比必將大幅增加。
他認(rèn)為，柔性直流在新能源并網(wǎng)，特別是高比例甚至純新能源、分布式新能源、遠(yuǎn)海風(fēng)電等難以使用傳統(tǒng)輸電技術(shù)方案的領(lǐng)域大有可為，前景廣闊。柔性直流輸電技術(shù)與能源轉(zhuǎn)型將會(huì)相互促進(jìn)，在能源轉(zhuǎn)型過(guò)程中既起到支撐作用，也受能源轉(zhuǎn)型大方向的影響而不斷優(yōu)化提升。
圖片由受訪者提供
南網(wǎng)傳媒全媒體記者 江濤
開(kāi)啟特高壓柔性直流輸電新時(shí)代
浙江大學(xué)教授、國(guó)際電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)會(huì)士 徐政
烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程(簡(jiǎn)稱“昆柳龍直流工程”)全面投產(chǎn)，是直流輸電發(fā)展進(jìn)程中的里程碑。近日，記者采訪了浙江大學(xué)教授、國(guó)際電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)會(huì)士徐政。徐政表示，昆柳龍直流工程調(diào)試成功并投入運(yùn)行，具有重大意義。
開(kāi)路先鋒 落點(diǎn)由一到多
“昆柳龍直流工程是一個(gè)開(kāi)路的工程?！毙煺硎?，工程的成功與否對(duì)我國(guó)未來(lái)遠(yuǎn)距離大容量輸電工程的技術(shù)方向選擇至關(guān)重要。在工程調(diào)試取得成功后，徐政認(rèn)為，“未來(lái)的遠(yuǎn)距離大容量輸電都會(huì)優(yōu)先考慮柔性直流輸電技術(shù)，已有的傳統(tǒng)直流輸電工程在合適的時(shí)機(jī)，也會(huì)改造成柔性直流輸電工程?！币?yàn)槲覈?guó)遠(yuǎn)距離大容量輸電工程大多落點(diǎn)在同一個(gè)較小的區(qū)域內(nèi)，如珠三角區(qū)域、長(zhǎng)三角區(qū)域，一個(gè)區(qū)域內(nèi)接受傳統(tǒng)直流輸電落點(diǎn)的數(shù)目在技術(shù)上是有限制的，但接受柔性直流輸電落點(diǎn)的數(shù)目在技術(shù)上是沒(méi)有限制的。
昆柳龍直流工程創(chuàng)造了19項(xiàng)世界第一，突破了一個(gè)又一個(gè)的技術(shù)瓶頸。談到本次工程面臨的最大困難，徐政認(rèn)為，在遠(yuǎn)距離大容量輸電過(guò)程中，當(dāng)架空線路發(fā)生暫時(shí)性短路故障時(shí)如何快速清除故障并快速恢復(fù)送電成為了柔性直流技術(shù)面臨的根本性瓶頸，也是本次工程面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)之一。
為了克服這個(gè)技術(shù)障礙，工程選擇了借助換流器本身實(shí)現(xiàn)故障自清除這一技術(shù)途徑，目前世界范圍內(nèi)采用這一技術(shù)途徑的實(shí)際工程只有昆柳龍直流工程。昆柳龍直流工程的成功投產(chǎn)，標(biāo)志著這一途徑完全可行，為應(yīng)用于遠(yuǎn)距離大容量輸電的特高壓柔性直流輸電技術(shù)開(kāi)辟了一條道路，是昆柳龍直流工程在柔性直流輸電技術(shù)方面的一個(gè)根本性突破。
萬(wàn)事開(kāi)頭難，從0到1的道路總是布滿荊棘。徐政說(shuō)：“昆柳龍直流工程的諸多技術(shù)都沒(méi)有可借鑒的先例和問(wèn)題解決方案，必須通過(guò)大量的研究和試驗(yàn)，才能應(yīng)用到工程項(xiàng)目中?！?/p>
“為了找到可行的工程實(shí)施方案，我們必須進(jìn)行大量的努力，在這個(gè)工程中，大家團(tuán)結(jié)一心，集思廣益，腳踏實(shí)地地攻克每一個(gè)難題，才使得我們最終可以突破瓶頸，取得成功?！毙煺f(shuō)。
迅猛發(fā)展 我國(guó)柔性直流輸電已領(lǐng)跑世界
與傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)的發(fā)展不同，我國(guó)柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展走出了一條完全自主化的道路?！拔覈?guó)發(fā)展傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)時(shí)有一個(gè)引進(jìn)、消化、再創(chuàng)造的過(guò)程，但柔性直流輸電從起步發(fā)展到現(xiàn)在，所用的技術(shù)都是我們自己開(kāi)發(fā)研究的成果。”徐政對(duì)此感到非常自豪。
在柔性直流技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，我國(guó)不僅實(shí)現(xiàn)了技術(shù)自主化，而且走上了高速發(fā)展的快車道。徐政介紹說(shuō)：“我國(guó)在基于模塊化多電平換流器技術(shù)的柔性直流輸電領(lǐng)域，幾乎是與國(guó)外同時(shí)發(fā)展的。但在近10年的時(shí)間里，我國(guó)已經(jīng)發(fā)展到了±800千伏、500萬(wàn)千瓦的技術(shù)水平，目前我國(guó)在柔性直流輸電領(lǐng)域已處于世界領(lǐng)先的地位?！?/p>
堅(jiān)實(shí)保障 異步分割提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平
隨著昆柳龍直流工程的投產(chǎn)，柔性直流在遠(yuǎn)距離大容量輸電領(lǐng)域扮演越來(lái)越重要角色的同時(shí)，也為該工程聯(lián)接的三個(gè)省級(jí)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。對(duì)此，徐政做了詳細(xì)的解析：“由于柔性直流輸電技術(shù)用于大區(qū)電網(wǎng)之間的異步互聯(lián)，起到了‘防火墻’的作用，使得在一個(gè)大區(qū)電網(wǎng)內(nèi)發(fā)生的故障不會(huì)傳遞到與其異步相聯(lián)的其他大區(qū)電網(wǎng)中，從而大大降低了國(guó)外已經(jīng)歷過(guò)的大面積停電事故發(fā)生的可能性?！毙煺榻B說(shuō)，由于這一特點(diǎn)，柔性直流技術(shù)將大量應(yīng)用于背靠背聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)大同步電網(wǎng)的異步分割，提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平。
在突破了多項(xiàng)技術(shù)瓶頸之后，柔性直流輸電技術(shù)也迎來(lái)了更加光明的未來(lái)。作為長(zhǎng)期研究直流輸電的專家，徐政也一直關(guān)注著柔性直流輸電的應(yīng)用前景。他認(rèn)為，柔性直流輸電技術(shù)已經(jīng)積累了相當(dāng)?shù)慕?jīng)驗(yàn)，目前開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用已沒(méi)有技術(shù)上的困難。
對(duì)于柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，徐政指出，柔性直流輸電技術(shù)將向特高壓、大容量方向發(fā)展，應(yīng)用于遠(yuǎn)距離大容量輸電，比如我國(guó)的藏電外送、西部清潔能源外送等。同時(shí)，向海底柔性直流輸電方向發(fā)展，大量應(yīng)用于遠(yuǎn)海風(fēng)電場(chǎng)的接入工程，在能源轉(zhuǎn)型及消納多余可再生能源方面將可以大展身手。
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本期報(bào)紙圖片統(tǒng)籌：李志杰
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