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柔性直流輸電接入技術研究與開發(fā)
12月25日,，國家科學技術部863計劃重大專項課題“大型風電場柔性直流輸電接入技術研究與開發(fā)”示范工程——南澳±160千伏多端柔性直流示范工程（以下簡稱南澳多端柔直工程）正式投產(chǎn),，標志著南方電網(wǎng)攻克了多端柔性直流輸電控制保護這一世界難題,，使我國在世界上掌握了多端柔性直流輸電成套設備設計,、試驗、調試和運行全系列核心技術,。
一道世界難題,，一次國內電網(wǎng)發(fā)展“產(chǎn)學研用”模式的典型示范，一次直流輸電技術的全新突破……南澳多端柔直工程對遠距離大容量輸電,、大規(guī)模間歇性清潔電源接入,、多直流饋入等提供安全的解決方案,，成為我國繼±800kV特高壓直流輸電工程之后,，在直流輸電領域取得的又一重大創(chuàng)新成果。
柔性直流輸電目前已成為上*的風電并網(wǎng)的佳技術方案,。較之常規(guī)直流輸電,，在容量為1萬至100萬千瓦的部分場合下，尤其是對于離岸較遠的海上風電場內部互聯(lián)來說,，柔性直流輸電技術可節(jié)約投資10%以上,。初步預測，未來十年世界范圍內的柔性直流輸電市場規(guī)模將在1000億元以上,。
自1997年ABB公司在瑞典成功建設投運了世界上di一個柔性直流輸電試驗工程,，從那時起，世界范圍內關于柔性直流輸電的研究一直處于十分活躍的狀態(tài),，但進展卻十分緩慢,。
中國電科院賀之淵博士介紹，2006年國家電網(wǎng)公司確定了《柔性直流輸電系統(tǒng)關鍵技術研究框架》,，啟動了我國在柔性直流輸電關鍵技術領域的全面研究,，與西門子幾乎同步。柔性直流輸電技術難度相較常規(guī)直流有過之而無不及，而且技術*性,、應用廣度卻是其無法企及的,，也正因如此才成為一項具有能源戰(zhàn)略意義的重大技術革命而備受歐美等發(fā)達國家重視。攻關難度由此可見一斑,。
“ 多端指的是兩端以上的柔性直流工程,，技術更加復雜。”南澳多端柔直工程項目工程師許樹楷介紹說,，“兩端直流輸電系統(tǒng)無法實現(xiàn)對多個電源點（如風電場,、分散式小水電等）的接入或多個負荷點的同時供電，多端系統(tǒng)可以將多個海上風電場,、孤立海島與大陸連接起來,，構成直流網(wǎng)絡，在節(jié)省投資與減少海域資源占用的情況下,，既滿足海島電力需求的同時,，還能將富余電能送往大陸。”
“通俗地講,，在現(xiàn)有的電網(wǎng)中使用了柔性直流輸電系統(tǒng),，相當于在電網(wǎng)中接入了一個閥門和電源，它不僅可以有效地控制其上面通過的電能,，隔離電網(wǎng)故障的擴散,，而且還能根據(jù)電網(wǎng)需求，自身快速,、靈活,、可調地發(fā)出或者吸收一部分能量。”中國電科院賀之淵博士介紹道,，“這對優(yōu)化電網(wǎng)的潮流分布,，增強電網(wǎng)穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)的智能化和可控性,，都具有一定的作用,。”
南網(wǎng)科學研究院院長饒宏在2013年AORC-CIGRE技術會議上表示，柔性直流輸電是構建智能電網(wǎng)的重要裝備,，與傳統(tǒng)方式相比,，柔性直流輸電在孤島供電、城市配電網(wǎng)的增容改造,、交流系統(tǒng)互聯(lián),、大規(guī)模風電場并網(wǎng)等方面具有較強的技術優(yōu)勢，是改變大電網(wǎng)發(fā)展格局的戰(zhàn)略選擇,。
“早期直流輸電效率僅為25%,，且電壓變換,、功率提升困難，串聯(lián)運行可靠性低,，相比之下,，交流輸電憑借電壓變換容易、易于實現(xiàn)多落點受電,、大電流開斷易于實現(xiàn)等優(yōu)勢迅速發(fā)展,，并確立了主導地位。”中電普瑞電力工程有限公司總經(jīng)理,、國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院副總工程師湯廣福近日介紹,，“但隨著廣域交流大電網(wǎng)的形成，交流電網(wǎng)的技術問題也不斷涌現(xiàn),，如存在同步,、穩(wěn)定性較低、輸電距離有限等問題,。”
從技術上來說,，柔性直流輸電能夠給風電場提供良好的動態(tài)無功支撐，避免風電場的無功補償設備投資,；同時提供優(yōu)異的并網(wǎng)性能,，防止風電場的電壓波動對交流系統(tǒng)的影響，并同時改善風電場對系統(tǒng)波動的抗干擾能力,。還能大幅度提升風電場在交流系統(tǒng)發(fā)生故障情況下的低電壓穿越能力,；另外，由于柔性直流輸電不受距離限制,，因此也是國外大型遠距離海上風電場并網(wǎng)的wei一選擇,。
海底直流電纜的質量控制，是影響整個柔性直流工程可靠性的關鍵一環(huán),，高壓直流電纜及其附件也是當今世界電纜制造的技術制高點,。南澳多端柔直工程是國內di一次采用±160千伏XLPE直流陸纜,、海纜及其附件,，使用架空線與直流海纜、陸纜混合接線技術,，成功研發(fā)高電壓等級的直流海纜,。
“ 開始都以為做海底直流電纜不難，因為交流電纜在國內做了四五十年了,，國外做得出來的東西,，國內也肯定行的。”全國架空線路標準化委員會委員周華敏說,，事實上,，從2012年年初開始,，國內7家具備直流電纜生產(chǎn)條件的廠家都在進行著反復試驗，然而一年過去了,，所有廠家研制開發(fā)出的±160千伏,、±200千伏、±320千伏多種直流電纜在型式試驗時,，無一例成功,。
2012年廣東電網(wǎng)與上纜所組建研究團隊，進行±160千伏直流電纜的研發(fā)和試驗,。2013年1月23日,，國內生產(chǎn)出的di一批±160千伏直流電纜及附件的樣品，通過了國家電線電纜質量監(jiān)督檢驗中心的型式試驗,。
從2013年3月施工到工程投產(chǎn),，南方電網(wǎng)公司僅僅用了8個月，就干成了常規(guī)需要18個月工期的類似工程,，創(chuàng)造了柔性直流工程的又一個世界奇跡,。