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特變電工林衛星:新能源發電并網呼喚柔直輸電技術

中國機械工業聯合會機經網  發布時間:2019-06-21 11:21:59  來源:中國電力新聞網


“目前全球范圍內,光伏發電主要經過交流輸電直接并網,或者與火電、水電、本地的交流電網捆綁后,再經特高壓直流輸送到負荷中心。未來光伏發電將呼喚新的輸變電技術。”在6月4日召開的上海光伏展上,特變電工新疆新能源股份有限公司下屬的全資子公司特變電工西安柔性輸配電有限公司總工程師林衛星接受中國電力報記者采訪時表示,隨著光伏發電規模的不斷增大,柔性直流輸電可以獨立地將光伏發電以直供的形式輸送至負荷中心,其應用規模將不斷擴大。

  “目前全球范圍內,光伏發電主要經過交流輸電直接并網,或者與火電、水電、本地的交流電網捆綁后,再經特高壓直流輸送到負荷中心。未來光伏發電將呼喚新的輸變電技術。”在6月4日召開的上海光伏展上,特變電工新疆新能源股份有限公司下屬的全資子公司特變電工西安柔性輸配電有限公司總工程師林衛星接受中國電力報記者采訪時表示,隨著光伏發電規模的不斷增大,柔性直流輸電可以獨立地將光伏發電以直供的形式輸送至負荷中心,其應用規模將不斷擴大。

  中國電力報:我國柔性直流輸電技術經歷了哪些艱辛的研發歷程?都有哪些應用場景?

  林衛星:柔性直流輸電技術為近年來電網領域最熱門的輸變電技術之一。我國于2011年投運±30千伏/18兆瓦的上海南匯柔性直流輸電工程,是世界上第三個掌握柔性直流輸電技術的國家。

  我國柔性直流輸電技術從±30千伏起步,陸續建成了±160千伏南澳三端柔直工程,±200千伏舟山五端柔直工程,±320千伏廈門工程,±350千伏魯西背靠背工程,±420千伏渝鄂背靠背工程,正在建設±500千伏張北柔性直流電網工程及±800千伏烏東德特高壓柔直工程。由于有廣闊的市場需求進行產品迭代,我國柔性直流輸電技術電壓等級、功率等級均處于世界領先水平。

  輸變電技術主要有交流輸電技術、直流輸電技術以及柔性直流輸電技術。交流輸電技術輸電過程中存在無功消耗,不適合長距離、大容量送電;常規直流輸電技術指采用晶閘管的直流輸電技術,不具備自換相能力,不具備獨立聯接新能源發電的能力,需要配套建設交流電網或交流電源;柔性直流輸電采用IGBT等全控型電力電子器件,具備自換相能力,可以通過自身的控制建立起交流電壓,可以獨立直接聯接新能源發電。

  中國電力報:柔性直流輸配電技術在光伏并網和海上風電并網方面的應用前景如何?

  林衛星:當前世界范圍內尚無光伏發電單獨經柔性直流輸電并網的應用案例。

  我國偏遠地區和國外電網欠發達地區如非洲、南美等,光伏、風力發電等新能源發電通過柔性直流直供到負荷中心,并在負荷中心就近配置儲能裝置,該方式有助于欠發達地區新能源發電的大規模開發,且避免了新建設交流網架的投資。

  柔性直流輸電技術可以方便地構成多端直流輸電、直流電網,從而可以在更廣泛的地域范圍內將風力發電、光伏發電、儲能電站聯合并網,在合適的地理位置布置抽水蓄能電站、氫氣發電站,平抑新能源發電的波動性與間歇性。

  我國灘涂及近海風力發電資源已獲大量開發,未來海上風電將逐步移到遠海。由于交流電纜的無功充電效應,當海纜長度超過70千米時,采用交流海纜在技術上無法滿足海上風電功率送出的需求,柔性直流輸電技術是目前遠海風電并網的唯一可行技術。在海上風電柔性直流輸電系統上,特變電工柔性直流傳承了特變電工海上風電電氣設備成套經驗,具備優異的海洋環境適應性、抗傾斜、抗震動、抗干擾,抗腐蝕。

  中國電力報:特變電工在新能源發電經柔性直流輸配電成套解決方案上有什么獨特優勢?

  林衛星:特變電工于2014年初正式介入柔性直流輸電領域,具備全套的柔性直流輸電裝備產業鏈,具備從新能源電站建設到新能源輸變電全流程的交鑰匙工程交付能力。具備全套設備如柔性直流輸電工程所需的換流閥、閥控系統、柔直變壓器、橋臂電抗器、直流電抗器、套管、GIS等,通過成套優化設計,使柔性直流輸電工程經濟與技術達到最優。

  為解決大型清潔能源基地的遠距離電力輸送問題,特變電工投入近4億元建設了國內最大的能源互聯網與電力電子實驗室。特變電工與南方電網公司聯合開發,于2017年5月研制成功世界首個±800千伏/5000兆瓦特高壓柔性直流輸電換流閥,首次將柔性直流輸電技術由當時的±500千伏超高壓輸電等級提升至±800千伏特高壓直流輸電等級,容量由300萬千瓦提升至500萬千瓦,提出了無閉鎖架空柔性直流輸電技術。

  在裝備研制平臺上,特變電工具有全套的IGBT壓接平臺、IGBT雙脈沖測試平臺、功率模塊運行測試平臺、閥段運行測試平臺、閥段短路試驗平臺、閥塔高壓絕緣試驗平臺、±10千伏/60兆瓦級樣機試驗平臺、柔直閥控系統實時仿真平臺,可以完成柔直換流閥從器件到樣機的全系列測試。(于海江)

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責任編輯:機經網編輯部 tongdx
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