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2025-01-15 109 智能制造行业报告
柔性直流输电,是新一代的高压直流输电技术,优势日益显现。相比于特高压直流输电,柔性直流输电在具有常规直流的几乎全部优点的同时,还具有功率潮流反转快、故障后恢复快、可黑启动、不存在换相失败问题等诸多优点。并且规避了大谐波、需要无功支持以及需要站间通信等问题的存在。
柔性直流基于使用IGBT为子模块的电压源换流器(VSC),其受端并网的发电特性与火电同步机组较为相近,可以支持无源网络的供电。也因此,柔性直流输电特别适合于可再生能源的并网,作为隔离层屏蔽了可再生能源对电网的冲击影响。而基于电网换相换流器(LCC)的传统直流(包括特高压)输电无法实现这些特性。除目前电压无法达到特高压直流的等级外,柔性直流输电已经可以在技术上完全替代其他常规直流输电技术。同时,这一技术还可以进一步压缩优化,向低电压、小容量、小体积发展,应用于主动配电网、柔性交直流混合配网等领域。
技术实践发展二十年,全球节奏日益密集阶段。自1997年ABB公司承建的第一个柔性直流输电工程投运后,经过近20年的发展,该技术逐步走向成熟,并且在电压等级和传输容量上都有所提高。截至2016年底,世界上已经有26条柔性直流输电工程建成投运。而在2009~2016年的近8年间,就有18条柔性直流线路建成投运,占全部柔性直流工程总数量的70%,近年来的建设节奏明显密集加快。此外,在过去10年间欧洲共建设了28条直流输电工程,其中19条为柔性直流输电工程,占比超过三分之二。
技术进步节奏同步加快,柔性直流工程技术指标不断提升。在欧洲,过去十年间的28条直流输电项目中,有19条是柔性直流输电,所占比例超过三分之二。未来四年又将有14条工程投运,工程应用已经逐步进入加速发展期。不但年均增速加快,工程电压等级、系统容量等性能指标也在不断提升。目前,我国在建的“渝鄂背靠背”柔性直流输电工程电压等级已经达到±420kV,单条线路容量达到2500MW。国家电网正在招标的“张北可再生能源柔性直流电网示范工程”既“张家口-北京柔性直流输电工程”电压等级将达到±500kV,规划总容量达到9000MW,其中换流站单体容量最高达到3000MW级别。
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