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6月10日，國(guó)家電網(wǎng)±500千伏張北柔性直流電網(wǎng)工程線路成功經(jīng)受瞬時(shí)短路電流沖擊，完成投運(yùn)前的后一次“大考”——人工接地短路試驗(yàn)。至此，這一柔性直流電網(wǎng)正式具備送電條件。
柔性直流電網(wǎng)正式具備送電條件，標(biāo)志著我國(guó)在健全建立電力系統(tǒng)、推進(jìn)海上智慧風(fēng)電建設(shè)方面又邁出了一大步。那么，究竟什么是柔性直流技術(shù)？它的應(yīng)用場(chǎng)景包括哪些？
探尋柔性直流的發(fā)展歷程可以知道，柔性直流是20世紀(jì)90年代興起的以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術(shù)，其顯著優(yōu)點(diǎn)為“柔性”、靈活。這一特征使其在電網(wǎng)大規(guī)模接入間歇性、波動(dòng)性可再生能源中得以大顯身手。
2020年5月，國(guó)家能源局就《關(guān)于建立健全清潔能源消納長(zhǎng)效機(jī)制的指導(dǎo)意見(jiàn)》征求意見(jiàn)。意見(jiàn)提出，持續(xù)完善電網(wǎng)主網(wǎng)架，補(bǔ)強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)短板，推進(jìn)柔性直流、智能電網(wǎng)建設(shè)，充分發(fā)揮電網(wǎng)消納平臺(tái)作用。推動(dòng)大容量、高安全和可靠性儲(chǔ)能發(fā)展應(yīng)用。由此可見(jiàn)，柔性直流、智能電網(wǎng)已引起有關(guān)部門重視。未來(lái)幾年，柔性直流技術(shù)有望在電力行業(yè)得到深入應(yīng)用。
從應(yīng)用場(chǎng)景來(lái)看，柔性直流輸電系統(tǒng)主要應(yīng)用在如下場(chǎng)合，即向遠(yuǎn)離電網(wǎng)的海島等遠(yuǎn)地負(fù)載供電、城市中心區(qū)電力增容和不同區(qū)域多個(gè)頻率的電網(wǎng)互聯(lián)。在城市中心區(qū)電力增容場(chǎng)景下，交流長(zhǎng)距離傳輸對(duì)地有注入電流，需要添加補(bǔ)償設(shè)備，如并聯(lián)電抗器或者電容器等，VSC-HVDC采用地埋式電纜，既不會(huì)影響城市市容，也不會(huì)有電磁干擾，同時(shí)也適合長(zhǎng)距離電力傳輸。
陸地之外，海上輸電是柔性直流由于的又一大前沿陣地。通常來(lái)講，風(fēng)電并網(wǎng)主要有3種方式：交流并網(wǎng)、常規(guī)直流并網(wǎng)、柔性直流并網(wǎng)。對(duì)于海上風(fēng)電來(lái)說(shuō)，交流并網(wǎng)、常規(guī)直流并網(wǎng)等由于 頻率和電壓穩(wěn)定性較差、占地面積較大而難以投入實(shí)際應(yīng)用。
而柔性直流輸電技術(shù)在海上風(fēng)電場(chǎng)景下，卻具有諸多顯著優(yōu)勢(shì)。其一，通過(guò)直流方式并網(wǎng)，無(wú)需風(fēng)電場(chǎng)與所連接的交流電網(wǎng)保持同步；其二，采用以IGBT為代表的全控型器件，能夠獨(dú)立的控制換流器的無(wú)功功率，為風(fēng)電場(chǎng)提供動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐。其三，占地面積小，適合海上風(fēng)電場(chǎng)的應(yīng)用。
此外，在可再生能源并網(wǎng)方面，柔性直流輸電技術(shù)可有效解決因風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電間歇性和不確定性而引發(fā)的諧波污染、電壓閃變等安全隱患，因而其應(yīng)用價(jià)值得到廣泛認(rèn)可。隨著新能源的快速發(fā)展和環(huán)境保護(hù)、節(jié)約資源要求的提高，預(yù)計(jì)未來(lái)5年國(guó)內(nèi)柔性直流輸電工程的市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)在400億元，全世界市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到千億元以上。
放眼，風(fēng)力發(fā)電起源于歐美，發(fā)展于中國(guó)。數(shù)十年間，中國(guó)風(fēng)電從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)、后來(lái)居上，中國(guó)現(xiàn)已成為世界名副其實(shí)的風(fēng)電大國(guó)。海上風(fēng)電作為中國(guó)風(fēng)電發(fā)展的下一個(gè)制高點(diǎn)，已經(jīng)成為我國(guó)推進(jìn)電網(wǎng)智慧化升級(jí)和加快綠色智慧能源建設(shè)的重要抓手。而柔性直流輸電等技術(shù)的不斷進(jìn)步，將為我國(guó)的電力安全提供更強(qiáng)有力的保障。
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