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大规模接入新能源 柔直技术必不可少

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发表于 2017-8-25 10:26:27 | 显示全部楼层 |阅读模式

全球能源互联网这一构想的提出,基于化石能源大规模开发利用导致的资源紧缺、环境污染、气候变化等诸多全球性难题,以及人类社会面临的日益严峻的化石能源困局。未来,在世界范围内需要大力开发分布广、潜力大的各种可再生能源,以保障能源长期稳定供应。转变能源生产、配置和消费方式,大规模开发利用清洁能源,将优化能源结构,提高能源效率,改善生态环境,实现清洁发展。电能作为优质、清洁、高效的二次能源,是未来最重要的能源形式之一,风能、太阳能等清洁能源将成为主导能源。

  全球能源互联网所需的技术很多,如特高压交直流输电技术、大数据技术等,其中,对柔性直流输电技术的需求尤为迫切。当前,我国发电方式发生了变革,可再生能源比例加大;未来,全球能源互联网可大规模接入可再生能源。因此,柔性直流输电技术是必不可少的。

  未来直流电网高效连接新能源基地与负荷中心

  直流电网,是由多个换流器、直流传输线路、直流断路器、直流变压器等设备构成的输配电系统。直流电网技术及装备是推动电网变革的重要手段,是国际电力领域的关注热点。

  柔性直流输电是新一代输电技术,也是目前世界上可控性最高、适应性最好的输电技术。柔性直流输电技术可用于大规模可再生能源高效接纳、大型城市和海岛等区域输电网络和高效输配电网络的构建,其优势在于:大大减少换流站数量;换流站可以单独传输功率,可灵活切换传输状态;拥有冗余,可靠性高。可以预见的是,未来的直流电网,将包含多个电压等级和各种电源接入,形成连接全球可再生能源基地至负荷中心的高效能源配置系统。

  柔性直流在可再生能源并网、直流输电网络构建、弱系统联网、大型城市供电等场合具有显著技术优势。它无需无功支撑设备,可灵活调节风电场出口电压,保证风机在系统故障时持续运行,提升系统稳定性和能源利用率。由柔性直流构成的网络,可实现多个风电场间歇性出力互补,保证风能在大范围内的高效汇集、灵活传递及分散消纳。柔性直流输电系统的功率灵活可控、可实现弱电网的受电和供电,输电距离不受电缆充电功率限制,是实现远海风电基地汇集与输送的最佳技术手段。

  历时多年自主研发,我国已全面掌握了柔性直流输电基础理论及工程关键技术。目前正在建设的厦门柔性直流输电工程,电压等级为±320千伏,输电能力100万千瓦。这说明,我国自主设计、研制的柔性直流输电设备的电压等级和输电容量,已居于世界领先地位。此外,我国自主研发的柔性直流输电高端装备,已获得欧洲市场认可。

  柔性直流输电面临的挑战

  满足全球能源互联网中的大规模可再生能源基地开发并网需求,需要更远输送距离、更高性能、更加灵活可靠的电能传输手段,开展大量技术研究。

  --特高压、超大容量柔性直流换流技术及装备。突破±800千伏、±1100千伏及以上柔性直流输电关键技术及装备,实现更大容量、更远距离、更高效率的大规模可再生能源基地并网。

  --基于架空线路的柔性直流输电技术。架空线应用场合下快速的直流故障清除和系统恢复技术,能够清除直流故障电流、低损耗的新型换流器拓扑,攻克系统容量提升中需要的可靠性、经济性优化技术。

  --直流电网基础理论与关键技术研究,特别是含大规模直流系统的电网仿真技术和直流电网保护技术。我们需要建设满足特高压直流、柔性直流、直流电网装备系统的仿真平台和动态闭环测试平台。

  --更高电压等级的直流断路器。随着全球能源互联输送容量和电压等级不断攀升,直流断路器需要更高电压等级、更大开断电流和更快分断速度,未来需要突破±800千伏至±1100千伏直流断路器关键技术。

  --高压直流变换器等新型直流装备,以及新型电力电子器件技术,未来实现特高压、超高压、高压、中低压直流系统的互联。

  可以说,全球能源互联网是解决人类可持续发展与能源需求矛盾的根本方案。国家电网公司已在相关技术与装备方面进行了成功探索和实践,为构建全球能源互联网奠定了坚实基础。技术、装备的不断提升,将为构建全球能源互联网提供更为有力的支撑。


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发表于 2018-1-12 11:06:16 | 显示全部楼层
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