2021年10月17日-20日，2021北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2021）在北京新國(guó)展隆重召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“國(guó)際成熟風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國(guó)際新興風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個(gè)分論壇。能見(jiàn)App全程直播本次大會(huì)。

　　

　　其中，10月19日海上風(fēng)電發(fā)展論壇隆重召開(kāi)。特變電工新疆新能源股份有限公司副總工程師盛俊毅出席會(huì)議并演講。

　　

　　盛俊毅：

　　

　　各位嘉賓，大家下午好！非常榮幸今天下午跟大家分享大規(guī)模新能源接入的柔性直流輸電系統(tǒng)解決方案探索。我在講PPT之前，先講一個(gè)小故事，其實(shí)最早大家知道法拉第跟愛(ài)迪生交直流之爭(zhēng)，最后法拉第獲勝了。日常生活中，咱們從家用電器，從電視機(jī)、電腦里面都是直流供電，我們把交流電轉(zhuǎn)換成直流，新能源里面，光伏本身就是一個(gè)直流，我們需要把它轉(zhuǎn)成交流，通過(guò)升壓并到電網(wǎng)這種方式。像風(fēng)電也是，日常生活中看到的東西還是直流居多，為什么直流沒(méi)有發(fā)展起來(lái)？首先與電力設(shè)備和部件的設(shè)置有關(guān)。隨著目前新能源發(fā)展，直流很多技術(shù)包括部件技術(shù)，傳輸技術(shù)、轉(zhuǎn)換技術(shù)都得到了質(zhì)的突破，所以未來(lái)大規(guī)模新能源送電里面，可以把新能源送到用量更大，距離更遠(yuǎn)。對(duì)于海上只有兩根線，成本也更低，轉(zhuǎn)換樁更加靈活。

　　

　　今天的分享分為三個(gè)部分，第一個(gè)部分是直流輸電方案的必要性，第二個(gè)做了幾個(gè)比較典型的新能源場(chǎng)景，給大家做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹，也算拋磚引玉，后續(xù)可以討論。第三個(gè)把公司從2013年到現(xiàn)在為止，我們做的柔性直流輸電研究成果做一個(gè)匯報(bào)。

　　

　　作為世界上最大的能源生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，中國(guó)的資源和能源集中在西部和北部，而電力消費(fèi)卻集中在東南沿海，特殊的資源稟賦讓中國(guó)必須建立長(zhǎng)距離、跨區(qū)域調(diào)度的超級(jí)能源通道，特高壓電力輸送高速公路可以將巨量電能輸送至千里之外，這是衡量一個(gè)國(guó)家電力裝備水平的關(guān)鍵技術(shù)。

　　

　　直流輸電目前有常規(guī)直流輸電和柔性直流輸電。相比于常規(guī)直流輸電，柔性直流輸電可以實(shí)現(xiàn)弱電網(wǎng)的并網(wǎng)，功率的四象限控制，低諧波排放，為電源系統(tǒng)供電和黑啟動(dòng)的能力，高動(dòng)態(tài)性能，占地面積小，無(wú)換相失敗問(wèn)題。但是正是由于其造價(jià)高、技術(shù)含量高，柔性直流輸電還處于行業(yè)的制高點(diǎn)。

　　

　　柔性直流輸電的應(yīng)用場(chǎng)景多樣，可以實(shí)現(xiàn)多端直流供電，非同步互聯(lián)，大規(guī)模深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電直流送出，為孤島、海上平臺(tái)供電等。對(duì)于交流輸電、常規(guī)直流輸電和柔性直流輸電，新能源的大規(guī)模接入并網(wǎng)采用柔性直流輸電技術(shù)是目前的優(yōu)選技術(shù)方案。

　　

　　二是大規(guī)模新能源接入的柔性直流輸電系統(tǒng)解決方案探索。

　　

　　2021年是中國(guó)“十四五”規(guī)劃的開(kāi)局之年，黨中央、國(guó)務(wù)院站在“內(nèi)促高質(zhì)量發(fā)展、外樹負(fù)責(zé)任大國(guó)形象”的高度，對(duì)應(yīng)對(duì)氣候變化作出了一系列重大決策部署，力爭(zhēng)2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，是黨中央經(jīng)過(guò)深思熟慮作出的重大戰(zhàn)略決策，事關(guān)中華民族永續(xù)發(fā)展和構(gòu)建人類命運(yùn)共同體。對(duì)于我們，大規(guī)模新能源接入的柔性直流輸電系統(tǒng)解決方案仍需深入探索。

　　

　　實(shí)現(xiàn)新能源并網(wǎng)與送出的問(wèn)題，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性、為部分用電負(fù)荷提供由柔性直流輸電系統(tǒng)傳送新能源、將現(xiàn)有的線路改造為柔性直流輸電技術(shù)。把新能源電力直接送至負(fù)荷中心，采用綠電來(lái)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)將成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。

　　

　　針對(duì)大規(guī)模新能源接入的柔性直流解決方案，我們從以下四種場(chǎng)景案例進(jìn)行剖析。首先，針對(duì)±250kV/1GW的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化場(chǎng)景，我們?cè)O(shè)計(jì)了源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化柔性直流輸電系統(tǒng)拓?fù)洌汛蠡氐男履茉措娏χ苯铀椭霖?fù)荷中心，采用綠電來(lái)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)升級(jí)將成為未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。此方案可解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)與送出的問(wèn)題，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。還可為部分用電負(fù)荷提供由柔性直流輸電系統(tǒng)傳送的新能源。

　　

　　針對(duì)該方案，柔直系統(tǒng)方案可按如下參數(shù)，額定功率1GW，直流電壓±250kV，采用偽雙極系統(tǒng)，半橋模塊，功率器件采用4500V/3000A壓接式IGBT。實(shí)現(xiàn)西北以及北方地區(qū)新能源季節(jié)性的合理消納，提高電力傳輸能力，加強(qiáng)新能源局部電網(wǎng)與華中、華南的互聯(lián)，提高電網(wǎng)運(yùn)行可控性，降低電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，采用柔直并聯(lián)技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)背靠背互聯(lián)，可以將新能源較多的地區(qū)與大電網(wǎng)進(jìn)行隔離，維護(hù)區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定性。

　　

　　針對(duì)±420kV/1.125GW的新能源局部電網(wǎng)與大電網(wǎng)背靠背互聯(lián)場(chǎng)景，我們?cè)O(shè)計(jì)了雙通道的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用柔直并聯(lián)技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)背靠背互聯(lián)，可以將新能源較多的地區(qū)與大電網(wǎng)進(jìn)行隔離，維護(hù)區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定性。此方案可實(shí)現(xiàn)西北以及北方地區(qū)新能源季節(jié)性的合理消納，提高電力傳輸能力。加強(qiáng)新能源局部電網(wǎng)與華中、華南的互聯(lián)，提高電網(wǎng)運(yùn)行可控性，降低電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

　　

　　針對(duì)該方案，柔直系統(tǒng)方案可按如下參數(shù)，額定功率1.125GW，直流電壓±420kV，采用偽雙極系統(tǒng)，半橋模塊拓?fù)洌β势骷捎?300V/1500A焊接式IGBT。

　　

　　針對(duì)±500kV/3GW的新能源局部電網(wǎng)大容量電力外送場(chǎng)景，我們?cè)O(shè)計(jì)了LCC-MMC混聯(lián)的分層直流接入外送拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用分層直流接入技術(shù)可以有效的將分散的新能源電能進(jìn)行有效的整和，即可以滿足電力外送，又可以實(shí)現(xiàn)局部電網(wǎng)隔離。此方案可實(shí)現(xiàn)新能源局部電網(wǎng)大容量電力外送。另外還可以將現(xiàn)有的線路改造為柔性直流輸電技術(shù)。

　　

　　針對(duì)該方案，柔直系統(tǒng)方案可按如下參數(shù)，額定功率3GW，直流電壓±500kV，采用對(duì)稱雙極系統(tǒng)，半橋模塊拓?fù)洌β势骷捎?500V/2000A壓接式IGBT。

　　

　　新能源局部電網(wǎng)大容量電力外送方案：針對(duì)±500kV/1.5GW的新能源局部電網(wǎng)大容量電力外送場(chǎng)景，我們也設(shè)計(jì)了LCC-MMC混聯(lián)的分層直流接入外送拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在新能源密集型的地區(qū)，尤其在西部和西北部，在區(qū)域內(nèi)建設(shè)柔直電網(wǎng)，可以滿足跨區(qū)域電力傳送的穩(wěn)定，又可以保證本區(qū)域系統(tǒng)的穩(wěn)定。此方案實(shí)現(xiàn)新能源并網(wǎng)的穩(wěn)定性，提高電力傳輸能力。另外還可以發(fā)揮輸電經(jīng)濟(jì)性，采用特高壓柔性直流送出方案。

　　

　　針對(duì)該方案，柔直系統(tǒng)方案可按如下參數(shù)，額定功率1.5GW，直流電壓±500kV，采用對(duì)稱雙極系統(tǒng)，半橋模塊拓?fù)洌β势骷捎?500V/2000A壓接式IGBT。

　　

　　三是特變電工柔直流閥技術(shù)。

　　

　　特變電工不僅可以提供柔性直流輸電成套解決方案，還可以提供柔性直流換流閥、換流變、電抗器、交直流高壓穿墻套管、電纜、互感器、高壓開(kāi)關(guān)等關(guān)鍵設(shè)備。下面主要為各位領(lǐng)導(dǎo)介紹一下特變電工的柔性直流換流閥產(chǎn)品和技術(shù)。

　　

　　2015年，特變電工研發(fā)的±320kV/1000MW功率模塊通過(guò)實(shí)驗(yàn)。2016年，特變電工在世界上首次提出了“架空柔性直流輸電系統(tǒng)直流故障無(wú)閉鎖穿越控制”的技術(shù)。2017年，特變電工成功研制了世界上首個(gè)特高壓柔性直流輸電換流閥。2018年，特變電工中標(biāo)南方電網(wǎng)烏東德項(xiàng)目。2020年，烏東德項(xiàng)目順利投產(chǎn)。

　　

　　左圖是換流閥閥廳實(shí)物照片，右圖是換流閥閥塔實(shí)物照片。換流閥作為柔性直流輸電系統(tǒng)的核心電氣設(shè)備，其制造、測(cè)試、運(yùn)輸、工程現(xiàn)場(chǎng)裝配、調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程必須遵守嚴(yán)格的操作規(guī)程，才能保證整個(gè)柔性直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠的運(yùn)行。2016年，特變電工在世界上首次提出了“架空柔性直流輸電系統(tǒng)直流故障無(wú)閉鎖穿越控制”的技術(shù)。2017年，特變電工成功研制了世界上首個(gè)特高壓柔性直流輸電換流閥。2018年，特變電工中標(biāo)南方電網(wǎng)烏東德項(xiàng)目。

　　

　　國(guó)家層面多次重點(diǎn)報(bào)道了本項(xiàng)目中特變電工柔性直流產(chǎn)品研制、試驗(yàn)等實(shí)力！截止目前，柔輸產(chǎn)業(yè)已授權(quán)換流閥及閥控系統(tǒng)相關(guān)專利及軟件著作115個(gè)，其中發(fā)明專利52個(gè)，實(shí)用新型專利49個(gè)，軟件著作6個(gè)，外觀專利8個(gè)。通過(guò)多年的研發(fā)和沉淀，特變電工柔直產(chǎn)業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)已是碩果累累，專利和軟件著作權(quán)已累計(jì)100多項(xiàng)。

　　

　　緊湊型輕量化功率模塊、閥段、閥塔，特變電工提供電壓等級(jí)±10kV～±800kV，容量等級(jí)10MW～8000MW的柔性直流輸電、區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的成套方案及設(shè)備。特變電工可以為國(guó)家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司、地方電力公司等單位提供電壓等級(jí)在±10kV～±800kV，容量等級(jí)在10MW～8000MW的柔性直流輸電、區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的成套方案及設(shè)備。

　　

　　我們的±800kV/3000MW柔性直流輸電閥控系統(tǒng)由9面屏柜組成，包含雙重化冗余的2面主控制屏、6面脈沖分配屏、1面輔助功能屏。

　　

　　柔直研發(fā)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)平臺(tái)- ±10kV/5MW無(wú)閉鎖架空柔直實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。特變電工建設(shè)了±10kV/5MW架空柔直樣機(jī)，可進(jìn)行直流故障穿越、降壓運(yùn)行、啟動(dòng)等各類試驗(yàn)。在西安產(chǎn)業(yè)園，特變電工建設(shè)了±10kV/5MW架空柔直樣機(jī)，可進(jìn)行直流故障穿越、降壓運(yùn)行、啟動(dòng)等各類試驗(yàn)。另外，在西安產(chǎn)業(yè)園，特變電工還建設(shè)了LCC+4端VSC五端柔直研發(fā)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)平臺(tái)。

　　

　　感謝各位的聆聽(tīng)，感謝長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)特變電工的大力支持和幫助，特變電工的發(fā)展和進(jìn)步離不開(kāi)黨、國(guó)家、自治區(qū)、電力行業(yè)、能源行業(yè)、制造業(yè)，以及社會(huì)各界的鼎力扶持，希望您能為我們的發(fā)展提出寶貴意見(jiàn)！

　　

　　我今天的分享就到這里，謝謝大家！

　　

　　（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）