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世界首個直流電網正式投運!張北可再生能源成功接入首都電網
發布者:admin | 來源:科技日報 | 0評論 | 4582查看 | 2020-06-30 09:47:20    

世界首個直流電網——張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程,在經過了168小時調試和試運行之后,于6月29日正式投運。張北地區富集的可再生能源成功接入首都電網,2022年北京冬奧會所有場館實現奧運史上首次100%清潔能源供電有了保障,北京全市用電負荷的1/10也就此實現清潔化。


“此前所(suo)有(you)的電(dian)網都是(shi)交(jiao)(jiao)流(liu)電(dian)網。”國家電(dian)網有(you)限(xian)公司有(you)關負責人表示,由(you)于受交(jiao)(jiao)、直流(liu)輸(shu)電(dian)本身(shen)技術特性所(suo)限(xian),直流(liu)輸(shu)電(dian)主要(yao)用(yong)于點對點、遠距離、大容量電(dian)源(yuan)外(wai)送(song),而不能組網;交(jiao)(jiao)流(liu)輸(shu)電(dian)則可以滿(man)足常規電(dian)源(yuan)送(song)出(chu)和電(dian)網互聯需求,且成本低。


以風電(dian)(dian)、光伏發電(dian)(dian)為代(dai)表的(de)(de)“隨機性、波(bo)動性、間歇(xie)性可再生能(neng)源的(de)(de)大(da)規模接入,對傳統輸電(dian)(dian)方式提出了巨大(da)挑戰”,按(an)國網公(gong)司特高壓部主任王紹武的(de)(de)說法,可再生能(neng)源接入電(dian)(dian)網,“遇到原理性障礙”。


對(dui)此(ci),國網(wang)經研院直流(liu)中心主(zhu)任樂波(bo)解釋,交流(liu)電(dian)網(wang)需(xu)要同時(shi)關(guan)注(zhu)有功和(he)無功平(ping)衡,功率(lv)流(liu)向是靠電(dian)網(wang)的自然阻(zu)抗特性分布(bu),可控(kong)性差,不靈活;而直流(liu)輸電(dian)能夠平(ping)抑隨(sui)機波(bo)動(dong)的功率(lv),保證(zheng)負荷(he)平(ping)穩(wen)供電(dian),更(geng)適合大規(gui)模可再生(sheng)能源(yuan)接入,但由于“直流(liu)電(dian)流(liu)沒有過(guo)零(ling)點,直流(liu)斷路器、大容量換(huan)流(liu)閥等設(she)備研發(fa)難(nan)度大,控(kong)制系統復雜”,在柔(rou)性直流(liu)技(ji)術(shu)成熟之前(qian),“直流(liu)組(zu)網(wang)很難(nan)實現”。


柔性(xing)直流(liu)(flexible)是(shi)20世紀90年代(dai)興起的(de)以(yi)電壓(ya)源換流(liu)器為核(he)心的(de)新(xin)一代(dai)直流(liu)輸電技術。國網冀北電力建設部主(zhu)任田生林用(yong)“一個完全可(ke)控(kong)的(de)水(shui)泵”來比喻(yu),它能夠(gou)精準(zhun)控(kong)制水(shui)流(liu)的(de)方向、速度和流(liu)量,從水(shui)源地準(zhun)確地供(gong)水(shui)給用(yong)戶;某(mou)個水(shui)管(guan)壞了,可(ke)借助其他水(shui)管(guan)繼(ji)續供(gong)水(shui),“這在傳統交流(liu)電網是(shi)不可(ke)想象的(de)”。


田生林分析,這(zhe)一“柔(rou)性(xing)”、靈活特(te)征,緣于(yu)它采(cai)用(yong)最(zui)先進的(de)(de)電壓(ya)源(yuan)型換流器(qi)(qi)(VSC)和類(lei)似集成電路(lu)的(de)(de)全(quan)控(kong)器(qi)(qi)件(jian)(IGBT),與(yu)傳統(tong)直流采(cai)用(yong)類(lei)似開關的(de)(de)半控(kong)型晶閘管器(qi)(qi)件(jian)相比,“可控(kong)能力強、功(gong)率(lv)調節速(su)度快、運行方式靈活”,能夠有效抑制交流電壓(ya)波(bo)動,減少(shao)功(gong)率(lv)波(bo)動對(dui)受(shou)端(duan)電網(wang)的(de)(de)影響。所以是(shi)破(po)解新(xin)能源(yuan)大規(gui)模并網(wang)消納難題(ti)的(de)(de)“金鑰(yao)匙”。


配制出這(zhe)把“金鑰匙”,卻(que)不是一(yi)件容易的事情。王紹武指出,柔(rou)直技(ji)術在大(da)規(gui)模可(ke)再(zai)生(sheng)能源(yuan)送出等(deng)場(chang)景的工業化應用,面臨組網技(ji)術空白(bai)、輸電能力受限、運行可(ke)靠性(xing)低等(deng)三大(da)世界級技(ji)術難題,都(dou)極具挑戰性(xing)。


張(zhang)北(bei)(bei)柔直工程總投資125億元(yuan),新建(jian)張(zhang)北(bei)(bei)、康(kang)(kang)保(bao)、豐寧和(he)北(bei)(bei)京(jing)4座(zuo)換流(liu)站(zhan)(zhan),額(e)定(ding)電(dian)壓±500千伏,額(e)定(ding)輸(shu)電(dian)能(neng)力(li)450萬千瓦,輸(shu)電(dian)線路長度(du)666千米。張(zhang)北(bei)(bei)、康(kang)(kang)保(bao)換流(liu)站(zhan)(zhan)為送電(dian)端,接入新能(neng)源,豐寧站(zhan)(zhan)為調解(jie)端,接入抽水(shui)蓄能(neng),北(bei)(bei)京(jing)站(zhan)(zhan)為接收端,接入首都負荷中心。工程于2017年12月獲(huo)國家發改委核準,2018年2月開工建(jian)設。


工(gong)程(cheng)采用我國原創、領先世(shi)(shi)界(jie)(jie)的(de)柔(rou)性(xing)(xing)直(zhi)(zhi)流(liu)電網(wang)(wang)新技術(shu),創造了12項世(shi)(shi)界(jie)(jie)第(di)一,在(zai)上(shang)述(shu)三(san)大世(shi)(shi)界(jie)(jie)級(ji)挑戰上(shang)均取得突破:提出并(bing)攻克柔(rou)性(xing)(xing)直(zhi)(zhi)流(liu)組(zu)網(wang)(wang)技術(shu),建成世(shi)(shi)界(jie)(jie)首(shou)個真正(zheng)具有網(wang)(wang)絡特性(xing)(xing)的(de)直(zhi)(zhi)流(liu)電網(wang)(wang);將(jiang)柔(rou)性(xing)(xing)直(zhi)(zhi)流(liu)的(de)輸(shu)電容量提升至(zhi)常規直(zhi)(zhi)流(liu)水(shui)平(ping),攻克了制約我國柔(rou)性(xing)(xing)直(zhi)(zhi)流(liu)發展的(de)關鍵(jian)核心問題;將(jiang)柔(rou)性(xing)(xing)直(zhi)(zhi)流(liu)的(de)可靠(kao)性(xing)(xing)提升至(zhi)常規直(zhi)(zhi)流(liu)水(shui)平(ping),使柔(rou)性(xing)(xing)直(zhi)(zhi)流(liu)輸(shu)電的(de)大規模工(gong)業化應用成為可能。


國網(wang)(wang)方面(mian)表(biao)示,張北(bei)柔直(zhi)工程采用全新(xin)的(de)柔性(xing)直(zhi)流電(dian)網(wang)(wang)技(ji)術,獲(huo)得了(le)超越新(xin)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)特性(xing)和常(chang)規輸電(dian)技(ji)術的(de)高可控性(xing),從根本上提高了(le)電(dian)網(wang)(wang)對(dui)可再生能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)駕馭能(neng)(neng)(neng)(neng)力。大(da)規模(mo)清潔(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)可不依賴交流電(dian)網(wang)(wang)的(de)有(you)無和強弱,不需要傳(chuan)統能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)的(de)支(zhi)撐,直(zhi)接孤島接入柔直(zhi)電(dian)網(wang)(wang)。以(yi)柔直(zhi)電(dian)網(wang)(wang)為中(zhong)心,“多(duo)點(dian)匯集”,“多(duo)能(neng)(neng)(neng)(neng)互補(bu)”,“時空互補(bu)”,“源(yuan)網(wang)(wang)荷(he)協(xie)同(tong)”,實現可再生能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)側自由“波動”發電(dian)和負荷(he)側可控“穩定”供電(dian),解決“純”清潔(jie)能(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)大(da)規模(mo)消納(na)難題。


國(guo)家能(neng)(neng)源局介紹,全(quan)世(shi)界大(da)量(liang)待開發的可再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源都處于電網(wang)薄弱地(di)區(qu),張北的問題具有典型(xing)性(xing)。張北柔直工(gong)程的創新實踐,開拓了可再(zai)(zai)生能(neng)(neng)源大(da)規模(mo)開發利(li)用和友(you)好消納的新道路。國(guo)家能(neng)(neng)源局副(fu)局長(chang)劉寶華表示(shi),“未來我(wo)們還要建設更(geng)多、更(geng)高水平的柔性(xing)直流工(gong)程”。

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