2月28日，張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程（以下簡稱“張北工程”）開工動員大會在北京召開，國家電網(wǎng)公司董事長舒印彪在會上表示：“張北工程是世界上首個真正具有網(wǎng)絡特性的直流電網(wǎng)工程，也是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程，將創(chuàng)造12項世界第一，在我國乃至世界電網(wǎng)發(fā)展史上都具有重要的里程碑意義。”

據(jù)介紹，該工程將推動更高電壓、更大容量柔性直流技術創(chuàng)新發(fā)展，帶動電網(wǎng)和裝備制造產(chǎn)業(yè)技術升級，鞏固我國在直流輸電技術領域的國際引領地位，為直流技術和重大裝備“走出去”戰(zhàn)略的實施創(chuàng)造有利條件。同時，對于推動能源轉型與綠色發(fā)展、服務北京低碳綠色冬奧會、引領科技創(chuàng)新等具有顯著的綜合效益和戰(zhàn)略意義。

搶占全球電網(wǎng)技術制高點

據(jù)了解，柔性直流輸電是當今電網(wǎng)科技領域的前沿技術，采用可自關斷的全控型電力電子器件，具有可控能力強、功率調節(jié)速度快、運行方式靈活等特點，在偏遠地區(qū)和海上新能源并網(wǎng)、異步電網(wǎng)互聯(lián)、城市供電等應用領域具有獨特優(yōu)勢，受到世界各國的普遍重視。

截至目前，我國已相繼建成上海南匯柔性直流（直流電壓±30千伏）、廣東汕頭南澳±160千伏多端（四端）柔性直流、浙江舟山±200千伏五端柔性直流、廈門±320千伏柔性直流等工程，同時在魯西背靠背換流站工程中應用了電壓±350千伏、單元容量100萬千瓦的柔直技術。目前在建的渝鄂直流背靠背聯(lián)網(wǎng)工程將應用電壓±420千伏、單體換流單元容量125萬千瓦的柔直技術。隨著我國柔直輸電技術應用不斷推進，其電壓等級、容量等也在不斷提高。

此次開工的張北工程在世界上率先研究直流電網(wǎng)技術，首次建設四端柔性直流環(huán)形電網(wǎng)，將柔性直流輸電電壓提升至±500千伏，單換流器額定容量提升到150萬千瓦，建設666千米±500千伏直流輸電線路，新建張北、康保、豐寧和北京4座換流站，換流容量分別為300萬千瓦、150萬千瓦、150萬千瓦、300萬千瓦，總換流容量達900萬千瓦。工程總投資125億元，于2017年12月獲國家發(fā)改委核準，力爭2019年底主體工程基本建成、張北向北京具備送電能力，確保2020年上半年全部建成投運。

對于該工程的意義，國網(wǎng)直流部主任張福軒介紹：“張北工程首次采用柔直輸電技術構建直流電網(wǎng)，工程原創(chuàng)性技術和首次研發(fā)設備多，技術挑戰(zhàn)性大，將在世界上率先突破直流電網(wǎng)技術，掌握直流電網(wǎng)構建原則、基本特性、運行規(guī)律和運行控制方法，占領世界直流電網(wǎng)技術的制高點。”

服務新能源發(fā)展和綠色奧運

“柔直電網(wǎng)不需要交流系統(tǒng)支撐換相，具有動態(tài)無功支撐能力，可有效抑制交流電壓波動，減少功率波動對受端電網(wǎng)的影響，同時還具備輸送距離遠、傳輸容量大的優(yōu)勢，可以支撐新能源大規(guī)模開發(fā)。”舒印彪表示，“張北工程將實現(xiàn)弱送端條件下新能源的友好接入和規(guī)模送出、多種形態(tài)能源匯集互補和靈活消納，提高能源利用效率，對于我國在新能源富集地區(qū)聯(lián)合發(fā)揮柔直電網(wǎng)和儲能裝置作用，探索新能源大規(guī)模開發(fā)利用新模式，推動新一代電力系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展，具有重要的示范意義。”

據(jù)介紹，2022年冬奧會將在北京和張家口舉行，建設張北工程將推動清潔能源發(fā)展，助力“綠色奧運”“低碳奧運”目標實現(xiàn)。

目前，張家口地區(qū)風、光發(fā)電資源富集，裝機超過1000萬千瓦，并規(guī)劃到2020年超過2000萬千瓦，但本地消納能力不足。該工程將實現(xiàn)張北新能源基地、豐寧儲能電源與北京負荷中心相連，滿足張家口可再生能源綜合示范區(qū)建設需要。

同時，北京地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，用電需求大，為保障電力供應、促進節(jié)能減排，需要逐步提高外來電比例和清潔能源發(fā)電比重。張北工程投運后，可充分利用張家口地區(qū)大規(guī)模風、光互補特性與豐寧抽水蓄能電站的調峰能力，最大限度挖掘源網(wǎng)儲荷資源利用價值，為京津冀地區(qū)提供穩(wěn)定可靠的清潔電力。屆時北京市外受電比例將達70%，冬奧場館實現(xiàn)100%清潔能源供電。

帶動裝備制造業(yè)升級

張福軒介紹：“張北工程建設的總體目標是全面掌握大容量柔直輸電技術，總體實現(xiàn)科研、規(guī)劃、設計、設備制造、施工調試和運行維護的自主創(chuàng)新。”

據(jù)悉，張北工程已被列入國家發(fā)改委《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016-2020年）》和《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》，并被國家工信部推薦為《中國制造2025》2018年重大標志性項目。

該工程具有產(chǎn)業(yè)鏈長、帶動力強等優(yōu)勢，可有力帶動電工裝備產(chǎn)業(yè)等發(fā)展，中長期經(jīng)濟效益顯著。同時，工程首次研制并應用直流斷路器、換流閥、控制保護等直流電網(wǎng)關鍵設備，將進一步推動我國在柔直輸電和直流電網(wǎng)領域的原始創(chuàng)新和自主創(chuàng)新，推動我國柔直輸電技術在更高電壓等級、更大輸送容量上創(chuàng)新發(fā)展，形成一整套柔直電網(wǎng)的中國解決方案，鞏固和擴大我國在世界直流輸電領域的技術領先優(yōu)勢，提高我國電工裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力和國際競爭力。

鏈接

柔性直流能夠自換相，對交流系統(tǒng)條件依賴程度低，系統(tǒng)暫態(tài)過程的穿越能力和弱系統(tǒng)支撐能力顯著提升，可獨立地調節(jié)有功和無功功率，是目前可控性最高、適應性最好的輸電技術?；谌嵝灾绷鬏旊娂夹g構建的直流電網(wǎng)，可實現(xiàn)多電源供電、多落點受電和新能源孤島接入，具有更好的經(jīng)濟性與靈活性，能夠將風電、光電、抽水蓄能與負荷中心直接連接，構成多種形態(tài)能源靈活互補的能源互聯(lián)網(wǎng)，并通過多源接入和多能互補，有效平抑新能源波動性對電網(wǎng)的沖擊。

此外，利用直流斷路器、快速控制保護等設備，直流電網(wǎng)可以實現(xiàn)故障的快速切除和隔離，避免局部故障引起的系統(tǒng)失穩(wěn)或功率中斷；通過功率轉帶和多回路由，充分發(fā)揮直流電網(wǎng)的網(wǎng)絡優(yōu)勢，大幅提高送電的可靠性。