現(xiàn)代電網(wǎng)發(fā)展方向--直流輸電

近日，國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院副院長湯廣福表示，隨著電力電子等技術(shù)的發(fā)展，制約現(xiàn)代直流輸電技術(shù)發(fā)展的主要技術(shù)難題，有望在未來3-10年內(nèi)得到解決，并成為輸電技術(shù)發(fā)展的重要方向，未來直流輸電技術(shù)構(gòu)想有兩種方式，即“交—直—交"和“直—直—直"。

*，近年來的大電網(wǎng)發(fā)展經(jīng)驗表明，電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模不斷擴(kuò)大是世界電網(wǎng)發(fā)展的客觀規(guī)律，這是由獲取更大的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、社會等方面的效益所驅(qū)動的。同時，在沒有難以逾越的地理、政治、技術(shù)障礙情況下，可以靈活的匯集、輸送和分配電力的交流輸電往往是占主導(dǎo)地位的聯(lián)網(wǎng)方式，這也是我國多年來主要的輸電技術(shù)。

相比之下，目前采用直流互聯(lián)主要有三種方式：一是海底電纜一旦超過40公里，由于技術(shù)限制只能采用直流方式，因此長距離海底電纜必須采用直流聯(lián)網(wǎng)方式;二是相鄰電網(wǎng)之間比較薄弱，或因運(yùn)行規(guī)約不能相融，為確?；ソy(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，宜采用背靠背互聯(lián)，如美國的西部電網(wǎng)和東部電網(wǎng)之間由洛基山脈分隔，采用背靠背互聯(lián)更為合理;三是陸上的遠(yuǎn)距離輸電采用直流，這類工程是直流技術(shù)應(yīng)用較多的情景，具有較明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。

然而，隨著廣域交流大電網(wǎng)的形成，交流輸電技術(shù)問題也不斷涌現(xiàn)，如世界范圍內(nèi)大電網(wǎng)事故不斷發(fā)生、輸送范圍受限、輸電走廊占用大、對新能源接納有限以及存在無功功率、穩(wěn)定性較低等。對此，湯廣福表示，與交流輸電技術(shù)相比，在進(jìn)行大規(guī)模遠(yuǎn)距離功率傳輸時，直流輸電的輸送容量更大、輸送距離更遠(yuǎn)，單位容量造價和損耗更低，技術(shù)水平要求更高，交流輸電系統(tǒng)并不是未來電能輸送的*技術(shù)手段。

因此，近年來，世界上許多國家和地區(qū)將輸電技術(shù)的研究方向轉(zhuǎn)移到現(xiàn)代直流輸電上。其中，柔性直流輸電技術(shù)是繼交流輸電、常規(guī)直流輸電后的一種新型直流輸電方式，是目前世界上可控性zui高、適應(yīng)性的輸電技術(shù)，為電網(wǎng)升級提供了有效技術(shù)手段。

諸多關(guān)鍵技術(shù)仍需突破

特高壓交直流輸電技術(shù)是解決我國遠(yuǎn)距離大容量電能輸送問題的有效手段，同時，對于我國區(qū)域性新能源的并網(wǎng)和消納問題，多端直流和直流電網(wǎng)技術(shù)將是有效補(bǔ)充。如為了解決風(fēng)電場的組網(wǎng)和集中送出、區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)、城市中心負(fù)荷的電力輸送等問題，往往需要實現(xiàn)多電源輸入和多落點(diǎn)供電，即采用多端直流甚至是直流電網(wǎng)技術(shù)。

“隨著可關(guān)斷器件、直流電網(wǎng)制造水平的不斷提高，柔性直流輸電將會成為直流電網(wǎng)中zui主要的輸電方式。"湯廣福表示。事實證明，隨著我國相繼建成世界*多端柔性直流輸電工程，也是世界上*四端柔性直流輸電工程——南澳多端柔性直流輸電工程，和世界*五端柔性直流輸電工程——浙江舟山±200千伏五端柔性直流工程，實現(xiàn)了攜帶來自多個站點(diǎn)的風(fēng)能、太陽能等清潔能源，通過大容量、長距離的電力傳輸通道，到達(dá)多個負(fù)荷中心。

由此可見，未來的直流電網(wǎng)可以對網(wǎng)絡(luò)中不同的客戶端、現(xiàn)有輸電網(wǎng)絡(luò)、微電網(wǎng)和不同的電源都進(jìn)行有效的管理、優(yōu)化、監(jiān)控，以及對任何問題進(jìn)行及時地響應(yīng)，能夠整合多個電源，并以zui小的損耗和zui大的效率在較大范圍內(nèi)對電能進(jìn)行傳輸和分配。當(dāng)然，目前多端直流輸電和直流電網(wǎng)技術(shù)還處于初級階段，許多關(guān)鍵技術(shù)如系統(tǒng)仿真、控制和保護(hù)技術(shù)，以及快速故障檢測技術(shù)、安全可靠性評估方法等還需要解決。

對于我國未來電網(wǎng)的發(fā)展模式，*院士周孝信曾介紹，從現(xiàn)在至2030年的中期階段，我國輸電網(wǎng)將保持超/特高壓交直流輸電網(wǎng)模式;從2031年到2050年的遠(yuǎn)期階段，將有望實現(xiàn)向多端高壓直流輸電網(wǎng)模式轉(zhuǎn)型。也就是說，隨著近中期跨區(qū)電流規(guī)模的進(jìn)一步增大，對送受端電網(wǎng)的資源配置能力和協(xié)同運(yùn)行平臺功能都將提出更高要求，其中直流輸電面臨的關(guān)鍵技術(shù)是受端接受直流大容量的安全問題，特別是無功沖擊問題，未來則是柔性直流輸電技術(shù)和直流電網(wǎng)問題。