±500千伏张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程竣工投产(2020年第7期)

发布时间:2020-07-16 08:47  来源:中国电器工业协会

2020年6月29日,2022年北京冬奥会重点配套工程——±500千伏张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程(以下简称“张北柔直工程”)竣工投产,这是世界首个柔性直流电网工程,将助力北京冬奥场馆实现奥运史上首次100%清洁能源供电。  

柔性直流输电技术具有可控能力强、功率调节速度快、运行方式灵活等特点,能够有效抑制交流电压波动,减少功率波动对受端电网影响,是破解新能源大规模并网消纳难题的“金钥匙”。以柔性直流电网为中心,通过多点汇集、多能互补、时空互补、源网荷协同,可以实现新能源侧自由波动发电和负荷侧可控稳定供电。张北柔直工程总投资125亿元,新建张北、康保、丰宁和北京4座换流站,输电线路长666千米,额定电压±500千伏,额定输电能力450万千瓦,是目前世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流工程,由国家电网有限公司历时28个月建设而成。张北、康保换流站为送电端,接入新能源;丰宁站为调解端,接入抽水蓄能;北京站为接收端,接入首都负荷中心。

张北柔直工程是世界首个具有网络特性的直流电网工程,核心技术和关键设备均为国际首创,工程应用了先进的电力生产、传输、存储、消纳和运行控制技术,创造了12项世界第一,实现了3大突破:一是突破柔性直流电网构建难题,提出了柔直组网、多点汇集、多能互补的直流电网拓扑和系统方案,成功研制混合式、负压耦合式和机械式直流断路器;二是突破柔性直流容量提升难题,将±500千伏柔性直流的输电容量提升至常规直流水平,单换流器额定容量提升到150万千瓦;三是突破柔性直流可靠性提升难题,将柔性直流的可靠性提升至常规直流水平。工程投产后,能够满足700万千瓦新能源装机的外送和消纳需求,每年可输送140亿千瓦时清洁电力,相当于北京市年用电量的十分之一,每年节约标准煤490万吨,减排二氧化碳1280万吨,全面满足北京地区以及张家口地区的26个冬奥会场馆用电需求。

作为集大规模可再生能源的友好接入、多种形态能源互补和灵活消纳、直流电网构建等为一体的重大科技试验示范项目,张北柔直工程的创新实践,不仅提高了我国电工装备制造业创新能力,巩固和扩大了我国在世界直流输电领域的技术领先优势,同时对于推动能源转型与绿色发展、激发能源科技创新、服务绿色奥运等也具有重要战略意义。

本期关键词:

柔性直流输电技术

柔性直流输电是一种基于电压源变换器、自开关器件和脉宽调制(PWM)的新型传输技术。该技术具有向无源网络供电、无换相故障、换相站间无通信、易于构建多终端直流系统等优点。输电网两端的换流站都是利用柔性直流输电,由换流器、换流变压设备、换流电抗设备等组成,关键核心是换流器为电压源换流器(VSC),其最大特点在于采用了可关断器件和高频调制技术,可对输出电压基频分量的幅值和相位通过脉宽进行调节。与传统方式相比,柔性直流输电技术在孤岛供电、城市配电网的增容改造、交流系统互联、大规模可再生能源并网等方面具有较强优势。

(供稿单位:中国电器工业协会)

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