适应能源转型的特高压柔性直流输电技术——文卫兵.docx

适应能源转型的特高压柔性直流输电技术

文卫兵

国网首席专家

公众号

公众号·电力建设

汇报内容CONTENTS

01

01|技术背景

02|柔性直流技术发展现状

03|特高压柔直关键技术

04|柔性直流技术升级应用

05总结和展望

公众号·电力建设

技术背景

技术背景

随着“双碳”目标的推进，电力系统逐渐呈现高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特征，新型电力系统构建背景下的电网运行特性在产生深刻的变化。

2020203

·化石*天然气*水*抽水蓄能·核能·生物质能■风能■光状

2020、2030年全国发电装机结构

新能酒机细的出力不确定

风电和光伏发电的随机性和波动性造

成了电源侧出力的不确定性。

电网的

系统情量下降

风电机组能提供的系统惯量远小于火电机组，一旦发生有功功率扰动，频率的波动范围将会扩大，速度也会加快。

电同的无功支掉能

力下及点强

新能源难以向系统提供无功支撑;多落点受端交互影响，容易发生连续换相失败问题。

公众号·电力建设

技术背景

技术背景

另一方面，随着“沙戈荒”大型风光基地、深远海风电的大规模开发，受制于我国能源负荷的分布特点，能源集中汇集、远距离外送的消纳需求进一步增加。

2024-2027年新型电力系统9项行动方案大规模新能源远距离送电需求增加

公众号·电力建设

技术背景

技术背景

直流输电是我国能源的骨干运输通道，针对未来大规模清洁能源并网、传输、消纳等

直流输电是我国能源的骨干运输通道，针对未来大规模清洁能源并网、传输、消纳等问题，直流输电仍是进一步提升清洁能源利用率、充分满足未来电力需求、助力新型电力系统建设的必要手段。

交流输电

220kV交流…500kV交流

100km200km

三相三根导线

1100kV直流

3000km

正负两根导线

公众号·电力建设

●直流输电距离不受限

●常规直流控制维度少，系统适应性不够

●柔性直流控制灵活，适应大规模直流送电

.1000kV交流

300km

输电距离有限!

800kV直流2000km

500kV直流1000km

直流输电

技

技术背景

柔性直流基于全控型电力电子器件(IGBT),具有有功和无功快速独立调节、无需滤波和无功补偿装置、无换相失败问题、可为无源系统供电、适合构成多端直流系统和直流电网

等优势。因此正成为新型电力系统转型升级的重要发展方向。

下菌固圓国

下菌固圓国

自圈菌国上具圓圈国

ns

技术

技术背景

项目

常规直流LCC

柔性直流VSC

换流器件

半控型器件晶闸管

全控型器件IGBT

换流器型式

电流源

电压源

换相失败

存在

不存在

无源滤波器

需要

无需

滤波器投切

存在

不存在

功率控制

只能控制有功

同时控制有功和无功

谐波

多

少

运行损耗

低

高

造价

低

高

公众号·电力建设

新型电力系统的发展亟需柔直输电技术在现有应用基础上进行升级，突破新型关键技术。

■研发直流系统方案设计，实现交直流系统故障下大容量柔直的安全稳定运行；

■研制柔直新型装备，容量更大、性能更强、更加经济高效；

■柔性直流需拓展应用升级技术方案，适应更多应用场景。

公众号·电力建设

汇报内容CONTENTS

01

01|技术背景

02|柔性直流技术发展现状

03|特高压柔直关键技术

04|柔性直流技术升级应用

05总结和展望

力建设公众

力建设

柔性直流技术发展现状

我国已投运12项柔性直流输电工程，主要用于风电送出、电网互联、远距离输电等应用场景。国网公司负责投运的柔性直流工程有7项。

前鄂背靠背柔直工程

2019年

420kV,4×1250MW

张北柔直工程

2020年

±500kV,3000MW

2011年

±30kV20MW

如东海上工程

2020年

±400kV,1000MW

鲁西背靠背工程2016年

350kV,2000MW

舟山五端工程

2014年

±200kV,400MW

中海油文昌油田平台供电2011年

±10kV,4MW

厦门梁直工程

2015年

±320kV,1000MW

广东背靠背工程2022年

300kV,4×1500MW

昆柳龙直流工程2020年

±800kV,5000MW

南澳工程2013年

±160kV,200MW

白鹤难工程

2022年

±800kV,8000MW

公众号·电力建设

柔性直流技术发展现状

直流电压

直流电压