林衛(wèi)星：新能源發(fā)電并網(wǎng)呼喚柔直輸電技術(shù)

“目前全球范圍內(nèi)，光伏發(fā)電主要經(jīng)過交流輸電直接并網(wǎng)，或者與火電、水電、本地的交流電網(wǎng)捆綁后，再經(jīng)特高壓直流輸送到負荷中心。未來光伏發(fā)電將呼喚新的輸變電技術(shù)。”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(wèi)星接受中國電力報記者采訪時表示，隨著光伏發(fā)電規(guī)模的不斷增大，柔性直流輸電可以獨立地將光伏發(fā)電以直供的形式輸送至負荷中心，其應(yīng)用規(guī)模將不斷擴大。

中國電力報：我國柔性直流輸電技術(shù)經(jīng)歷了哪些艱辛的研發(fā)歷程？都有哪些應(yīng)用場景？

林衛(wèi)星：柔性直流輸電技術(shù)為近年來電網(wǎng)領(lǐng)域最熱門的輸變電技術(shù)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(shù)的國家。

我國柔性直流輸電技術(shù)從±30千伏起步，陸續(xù)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(shè)±500千伏張北柔性直流電網(wǎng)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(chǎn)品迭代，我國柔性直流輸電技術(shù)電壓等級、功率等級均處于世界領(lǐng)先水平。

輸變電技術(shù)主要有交流輸電技術(shù)、直流輸電技術(shù)以及柔性直流輸電技術(shù)。交流輸電技術(shù)輸電過程中存在無功消耗，不適合長距離、大容量送電；常規(guī)直流輸電技術(shù)指采用晶閘管的直流輸電技術(shù)，不具備自換相能力，不具備獨立聯(lián)接新能源發(fā)電的能力，需要配套建設(shè)交流電網(wǎng)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(lián)接新能源發(fā)電。

中國電力報：柔性直流輸配電技術(shù)在光伏并網(wǎng)和海上風電并網(wǎng)方面的應(yīng)用前景如何？

林衛(wèi)星：當前世界范圍內(nèi)尚無光伏發(fā)電單獨經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)的應(yīng)用案例。

我國偏遠地區(qū)和國外電網(wǎng)欠發(fā)達地區(qū)如非洲、南美等，光伏、風力發(fā)電等新能源發(fā)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(fā)達地區(qū)新能源發(fā)電的大規(guī)模開發(fā)，且避免了新建設(shè)交流網(wǎng)架的投資。

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

我國灘涂及近海風力發(fā)電資源已獲大量開發(fā)，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(yīng)，當海纜長度超過70千米時，采用交流海纜在技術(shù)上無法滿足海上風電功率送出的需求，柔性直流輸電技術(shù)是目前遠海風電并網(wǎng)的唯一可行技術(shù)。在海上風電柔性直流輸電系統(tǒng)上，特變電工柔性直流傳承了特變電工海上風電電氣設(shè)備成套經(jīng)驗，具備優(yōu)異的海洋環(huán)境適應(yīng)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(fā)電經(jīng)柔性直流輸配電成套解決方案上有什么獨特優(yōu)勢？

林衛(wèi)星：特變電工于2014年初正式介入柔性直流輸電領(lǐng)域，具備全套的柔性直流輸電裝備產(chǎn)業(yè)鏈，具備從新能源電站建設(shè)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(shè)備如柔性直流輸電工程所需的換流閥、閥控系統(tǒng)、柔直變壓器、橋臂電抗器、直流電抗器、套管、GIS等，通過成套優(yōu)化設(shè)計，使柔性直流輸電工程經(jīng)濟與技術(shù)達到最優(yōu)。

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(shè)了國內(nèi)最大的能源互聯(lián)網(wǎng)與電力電子實驗室。特變電工與南方電網(wǎng)公司聯(lián)合開發(fā)，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(shù)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(shù)。

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(tǒng)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。