【汇总】你应该了解的电力系统新技术

01.柔性直流技术

是20世纪90年代发展起来的一种新型直流输电技术，国际上也称为轻型直流输电(HVDC Light)、新型直流输电(HVDC Plus)，国内将其命名为“柔性直流输电”。

“柔性”一词来源于英文Flexible，表示应用先进的电力电子技术为电网提供灵活的控制手段。

柔性直流输电技术以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础，具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活、可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点，适用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电等。

柔性直流输电适用场景

柔性直流与常规直流的特性对比

国家电网公司于2011年7月投运上海南汇风电场柔性直流输电工程，这是亚洲首个具有自主知识产权的柔直工程，直流电压±30kV，换流站容量18MW。

在柔性直流输电技术的基础上，进一步构成多端柔性直流输电系统，可携带来自多个站点的风能、太阳能、地热能等清洁能源，通过大容量、长距离的电力传输通道，到达多个城市的负荷中心。

2014年，国家电网公司在浙江舟山建设了世界首个五端柔性直流输电工程，采用±200千伏直流电压，分别在定海、岱山、衢山、洋山、泗礁建设一座换流站，容量分别为40万千瓦、30万千瓦、10万千瓦、10万千瓦、10万千瓦，实现多个海上风电场同时接入和电力输送。

柔性直流输电技术路线

进一步研发和构建柔性直流电网，以多能源基地大范围直流互连为主要特征，为实现未来风、光电力能源大基地外送提供可靠技术保证。

国家电网公司目前规划在张家口国家级新能源综合示范区和冬奥专区建设张北可再生能源±500千伏柔性直流电网示范工程(以下简称“示范工程”)，构建输送大规模风、光、抽蓄等多种能源的4端环形柔性直流电网，预计2019年投运。

落点分别在河北的张北县、康保县、丰宁县和北京的延庆区，张北、康保换流站为送端，丰宁换流站为调节端，北京换流站为受端。张北、康保、丰宁、北京换流站容量分别为300万千瓦、150万千瓦、150万千瓦、300万千瓦。示范工程系统接线采用双极方式，正负极均可独立运行，相当于两个独立环网。一极发生故障后，通过极控系统，另一极在设备通流能力允许情况下，可以转带故障极功率。

张北±500千伏柔性直流电网示范工程示意图

示范工程系统接线采用双极方式，正负极均可独立运行，相当于两个独立环网。一极发生故障后，通过极控系统，另一极在设备通流能力允许情况下，可以转带故障极功率。

建设柔性直流环形电网，

一是可靠性高，可实现故障后的潮流转移;

二是灵活性好，可实现多种能源灵活交互，提升利用效率;

三是扩展性好，易于在送受端扩展新落点。

通过在张北构建柔性直流环形电网，可以实现大规模光伏、风能的昼夜互补，以及新能源与储能电源的灵活能量交互，形成稳定可控的电源送至受端电网，解决大规模新能源接入后的系统调峰问题，减小间歇性能源对受端交流电网的扰动冲击，实现新能源的“友好接入”。

在欧洲，为了将北海和大西洋的远海风电、芬兰和挪威的水电、非洲北部的太阳能接入电网，规划并实施了基于柔性直流技术的全新输电网，用来实现大范围可再生能源的优化配置。

预计在未来10年内欧洲将建设20条以上的柔性直流工程，用于实现各个国家之间的互联和可再生能源的并网互补。英国、美国也均已规划了多条柔性直流输电工程，在未来20年逐步构建柔性直流电网，以满足其可再生能源发展的需求。

欧洲超级电网规划