新能源发电并网呼唤柔直输电技术

——访特变电工新疆新能源股份有限公司柔直总工程师林卫星

“目前全球范围内，光伏发电主要经过交流输电直接并网，或者与火电、水电、本地的交流电网捆绑后，再经特高压直流输送到负荷中心。未来光伏发电将呼唤新的输变电技术。”在6月4日召开的上海光伏展上，特变电工新疆新能源股份有限公司下属的全资子公司特变电工西安柔性输配电有限公司总工程师林卫星接受中国电力报记者采访时表示，随着光伏发电规模的不断增大，柔性直流输电可以独立地将光伏发电以直供的形式输送至负荷中心，其应用规模将不断扩大。

中国电力报：我国柔性直流输电技术经历了哪些艰辛的研发历程？都有哪些应用场景？

林卫星：柔性直流输电技术为近年来电网领域最热门的输变电技术之一。我国于2011年投运±30千伏/18兆瓦的上海南汇柔性直流输电工程，是世界上第三个掌握柔性直流输电技术的国家。

我国柔性直流输电技术从±30千伏起步，陆续建成了±160千伏南澳三端柔直工程，±200千伏舟山五端柔直工程，±320千伏厦门工程，±350千伏鲁西背靠背工程，±420千伏渝鄂背靠背工程，正在建设±500千伏张北柔性直流电网工程及±800千伏乌东德特高压柔直工程。由于有广阔的市场需求进行产品迭代，我国柔性直流输电技术电压等级、功率等级均处于世界领先水平。

输变电技术主要有交流输电技术、直流输电技术以及柔性直流输电技术。交流输电技术输电过程中存在无功消耗，不适合长距离、大容量送电；常规直流输电技术指采用晶闸管的直流输电技术，不具备自换相能力，不具备独立联接新能源发电的能力，需要配套建设交流电网或交流电源；柔性直流输电采用IGBT等全控型电力电子器件，具备自换相能力，可以通过自身的控制建立起交流电压，可以独立直接联接新能源发电。

中国电力报：柔性直流输配电技术在光伏并网和海上风电并网方面的应用前景如何？

林卫星：当前世界范围内尚无光伏发电单独经柔性直流输电并网的应用案例。

我国偏远地区和国外电网欠发达地区如非洲、南美等，光伏、风力发电等新能源发电通过柔性直流直供到负荷中心，并在负荷中心就近配置储能装置，该方式有助于欠发达地区新能源发电的大规模开发，且避免了新建设交流网架的投资。

柔性直流输电技术可以方便地构成多端直流输电、直流电网，从而可以在更广泛的地域范围内将风力发电、光伏发电、储能电站联合并网，在合适的地理位置布置抽水蓄能电站、氢气发电站，平抑新能源发电的波动性与间歇性。

我国滩涂及近海风力发电资源已获大量开发，未来海上风电将逐步移到远海。由于交流电缆的无功充电效应，当海缆长度超过70千米时，采用交流海缆在技术上无法满足海上风电功率送出的需求，柔性直流输电技术是目前远海风电并网的唯一可行技术。在海上风电柔性直流输电系统上，特变电工柔性直流传承了特变电工海上风电电气设备成套经验，具备优异的海洋环境适应性、抗倾斜、抗震动、抗干扰，抗腐蚀。

中国电力报：特变电工在新能源发电经柔性直流输配电成套解决方案上有什么独特优势？

林卫星：特变电工于2014年初正式介入柔性直流输电领域，具备全套的柔性直流输电装备产业链，具备从新能源电站建设到新能源输变电全流程的交钥匙工程交付能力。具备全套设备如柔性直流输电工程所需的换流阀、阀控系统、柔直变压器、桥臂电抗器、直流电抗器、套管、GIS等，通过成套优化设计，使柔性直流输电工程经济与技术达到最优。

为解决大型清洁能源基地的远距离电力输送问题，特变电工投入近4亿元建设了国内最大的能源互联网与电力电子实验室。特变电工与南方电网公司联合开发，于2017年5月研制成功世界首个±800千伏/5000兆瓦特高压柔性直流输电换流阀，首次将柔性直流输电技术由当时的±500千伏超高压输电等级提升至±800千伏特高压直流输电等级，容量由300万千瓦提升至500万千瓦,提出了无闭锁架空柔性直流输电技术。

在装备研制平台上，特变电工具有全套的IGBT压接平台、IGBT双脉冲测试平台、功率模块运行测试平台、阀段运行测试平台、阀段短路试验平台、阀塔高压绝缘试验平台、±10千伏/60兆瓦级样机试验平台、柔直阀控系统实时仿真平台，可以完成柔直换流阀从器件到样机的全系列测试。