张北可再生能源接入首都电网

 
打破交直流输电“道理性障碍”  
张北可再生能源接入首都电网  
 

世界首个直流电网——张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程，在颠末尾168小时调试和试运行之后，于6月29日正式投运。张北地域富集的可再生能源乐成接入首都电网，2022年北京冬奥会所有场馆实现奥运史上首次100%洁净能源供电有了保障，北京全市用电负荷的1/10也就此实现洁净化。

“此前所有的电网都是交换电网。”国度电网有限公司有关认真人暗示，由于受交、直流输电自己技能特性所限，直流输电主要用于点对点、远间隔、大容量电源外送，而不能组网；交换输电则可以满意通例电源送出和电网互联需求，且本钱低。

以风电、光伏发电为代表的“随机性、颠簸性、间歇性可再生能源的大局限接入，对传统输电方法提出了庞大挑战”，按国网公司特高压部主任王绍武的说法，可再生能源接入电网，“碰着道理性障碍”。

对此，国网经研院直流中心主任乐波表明，交换电网需要同时存眷有功和无功均衡，功率流向是靠电网的自然阻抗特性漫衍，可控性差，不机动；而直流输电可以或许平抑随机颠簸的功率，担保负荷平稳供电，更适合大局限可再生能源接入，但由于“直流电流没有过零点，直流断路器、大容量换流阀等设备研举事度大，节制系统巨大”，在柔性直流技能成熟之前，“直流组网很难实现”。

柔性直流（flexible）是20世纪90年月鼓起的以电压源换流器为焦点的新一代直流输电技能。国网冀北电力建树部主任田生林用“一个完全可控的水泵”来比喻，它可以或许精准节制水流的偏向、速度和流量，从水源地精确地供水给用户；某个水管坏了，可借助其他水管继承供水，“这在传统交换电网是不行想象的”。

田生林阐明，这一“柔性”、机动特征，缘于它回收最先进的电压源型换流器（VSC）和雷同集成电路的全控器件（IGBT），与传统直流回收雷同开关的半控型晶闸管器件对比，“可控本领强、功率调理速度快、运行方法机动”，可以或许有效抑制交换电压颠簸，淘汰功率颠簸对受端电网的影响。所以是破解新能源大局限并网消纳困难的“金钥匙”。

配制出这把“金钥匙”，却不是一件容易的工作。王绍武指出，柔直技能在大局限可再生能源送出等场景的家产化应用，面对组网技能空缺、输电本领受限、运行靠得住性低等三大世界级技能困难，都极具挑战性。

张北柔直工程总投资125亿元，新建张北、康保、丰宁和北京4座换流站，额定电压±500千伏，额定输电本领450万千瓦，输电线路长度666千米。张北、康保换流站为送电端，接入新能源，丰宁站为调整端，接入抽水蓄能，北京站为吸收端，接入首都负荷中心。工程于2017年12月获国度发改委答应，2018年2月开工建树。

工程回收我国原创、领先世界的柔性直流电网新技能，缔造了12项世界第一，在上述三大世界级挑战上均取得打破：提出并攻陷柔性直流组网技能，建成世界首个真正具有网络特性的直流电网；将柔性直流的输电容量晋升至通例直流程度，攻陷了制约我国柔性直流成长的要害焦点问题；将柔性直流的靠得住性晋升至通例直流程度，使柔性直流输电的大局限家产化应用成为大概。

国网方面暗示，张北柔直工程回收全新的柔性直流电网技能，得到了逾越新能源特性和通例输电技能的高可控性，从基础上提高了电网对可再生能源的驾御本领。大局限洁净能源可不依赖交换电网的有无和强弱，不需要传统能源发电的支撑，直接孤岛接入柔直电网。以柔直电网为中心，“多点搜集”，“多能互补”，“时空互补”，“源网荷协同”，实现可再生能源侧自由“颠簸”发电和负荷侧可控“不变”供电，办理“纯”洁净能源大局限消纳困难。