世界上首個多端柔性直流輸電工程——南方電網(wǎng)南澳±160千伏多端柔性直流輸電示范工程今天正式投運。該工程是我國在國際直流輸電領域取得的又一重大創(chuàng)新成果，為遠距離大容量輸電、大規(guī)模間歇性清潔電源接入、多直流饋入、海上或偏遠地區(qū)孤島系統(tǒng)供電、構建直流輸電網(wǎng)絡等提供了安全高效的解決方案。該工程解決了風電接入中的難題，至少能提高風電利用率5%—10%。

讓“棄風”越來越少

12 月25日下午3點，廣東汕頭南澳島陽光明媚，島上聳立的200多臺銀白色大風車迎風轉動。隨著現(xiàn)場總指揮一聲令下，南方電網(wǎng)南澳島青澳、金牛兩個換流站與汕頭澄海區(qū)的塑城換流站完成三端投產(chǎn)啟動，世界上第一個多端柔性直流輸電工程——南澳±160千伏多端柔性直流輸電示范工程正式投運。

這標志著我國率先攻克了多端柔性直流輸電控制保護這一世界難題，成為世界第一個完全掌握多端柔性直流輸電成套設備設計、試驗、調試和運行全系列核心技術的國家。

對新能源利用意義非凡

“這意味著我國成為世界第一個將多端柔性直流輸電技術投入工程化應用的國家。”南方電網(wǎng)專家委員會主任委員李立浧院士告訴記者。

風能、太陽能發(fā)電等新能源接入電網(wǎng)的最大障礙就是其間歇性和不確定性，而柔性直流輸電技術就像在電網(wǎng)接入了一個閥門和電源，可以有效地控制其上面通過的電能，隔離電網(wǎng)故障的擴散，而且還能根據(jù)電網(wǎng)需求，快速、靈活、可調地發(fā)出或者吸收一部分能量，從而優(yōu)化電網(wǎng)的潮流分布、增強電網(wǎng)穩(wěn)定性、提升電網(wǎng)的智能化和可控性。

受接入技術條件限制，電網(wǎng)多年來一直無法承載大規(guī)模風電的接入?，F(xiàn)有運行經(jīng)驗表明，交流系統(tǒng)電壓波動是“棄風”的主要原因之一。中國工程院院士、清華大學教授韓英鐸告訴記者：“柔性直流輸電技術至少提高風電利用率5%—10%。”該技術成為改變電網(wǎng)發(fā)展格局的戰(zhàn)略性選擇。專家測算，南澳多端柔性直流輸電工程每年能輸送風電5.6億千瓦時，這相當于節(jié)約了18.25萬噸標準煤，減排48.55萬噸二氧化碳。

100%自主知識產(chǎn)權

目前，全球已投運的柔性直流輸電工程均為點對點兩端系統(tǒng)，尚無多端柔性直流輸電工程投入商業(yè)運行。

從兩端到多端，技術上究竟有多難?

南澳多端柔性直流輸入電工程技術負責人饒宏說：“就像一個有著多個入口與多個出口的水管，要保證水管水壓穩(wěn)定，入水與出水流量就要時時刻刻基本保持平衡。但由于入水量與出水量是各個端口依據(jù)各自情況而隨時變化的，如何實時平衡這種變化難度極大。”

南澳工程將已基本成型的兩端柔性直流系統(tǒng)擴展到多端，每一端的接口與設備都選用了不同型號，來自于包括央企、民企在內的國內不同廠商的設備，讓國內盡可能多的設備研發(fā)制造企業(yè)參與到這個開創(chuàng)性的工程中來，讓國內企業(yè)真正掌握換流器、控制系統(tǒng)保護等核心裝備技術，提高了我國在智能電網(wǎng)領域裝備制造的自主化能力。

攻關團隊每天工作超過15小時，歷經(jīng)無數(shù)次的論證、計算、試驗，攻克了世界第一個多端柔性直流輸電工程的“心臟”難題——控制保護系統(tǒng)，形成了包括多端柔性直流工程控制保護系統(tǒng)研究技術等10個世界第一。

設備廠商都姓“中”

南澳多端柔性直流輸電工程設計總工程師陳冰說：“這項工程集大型風電場接入、柔性多端直流輸電、海底直流電纜等多項創(chuàng)新技術于一體，是世界首例多端柔性直流輸電工程。由我們自主研發(fā)核心技術，設備制造廠商全都是國內廠家。”可以說工程招標，設備廠商都姓“中”。

事實上，從系統(tǒng)研究、成套設計，到工程設計、設備制造，再到現(xiàn)場施工、運行調試，南澳多端柔性直流輸電工程都選擇了“產(chǎn)、學、研、用”一體的攻關方式，集研究機構、高校、設計、制造企業(yè)合力，共同攻克多端柔性直流輸電技術難題。

據(jù)了解，南澳多端柔性直流輸電工程的所有核心設備均為國內首次研發(fā)，實現(xiàn)100%自主國產(chǎn)化。初步估算，國產(chǎn)柔性直流輸電設備的造價只為國外企業(yè)價格的一半不到，按“十二五”期間投產(chǎn)300萬千瓦計算，節(jié)約投資60億元。

而南澳多端柔性直流工程的投運，標志著我國成為世界第一個大型風電場柔性多端直流接入技術、柔性輸電變流器關鍵技術的國家。