推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)科技成果：海上風(fēng)電柔性直流并網(wǎng)技術(shù)及裝備

如何讓百公里外的巨量風(fēng)能跨過波濤洶涌的大海，可靠高效地接入電網(wǎng)？國家電網(wǎng)有限公司歷經(jīng)十余年研發(fā)了“海上電力高速公路”——海上風(fēng)電柔性直流并網(wǎng)技術(shù)與裝備，為大規(guī)模海上風(fēng)電并網(wǎng)提供堅(jiān)實(shí)保障。

中國電科院科研人員開展適海型柔性直流換流閥試驗(yàn)前檢查。

近年來，積極應(yīng)對氣候變化、加快推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型已成為全球共識。我國海上風(fēng)電資源豐富，預(yù)計(jì)到2030年，我國海上風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到2億千瓦，相當(dāng)于10個(gè)三峽工程。柔性直流輸電可控性高、靈活性強(qiáng)，是國際公認(rèn)的遠(yuǎn)海風(fēng)電送出最佳技術(shù)方案，為開發(fā)遠(yuǎn)海風(fēng)電提供技術(shù)支撐。

海上風(fēng)電柔性直流送出系統(tǒng)對技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求極高，且海上運(yùn)行環(huán)境惡劣，對設(shè)備可靠性、緊湊化要求苛刻，陸上直流輸電技術(shù)難以適用。突破海上風(fēng)電柔性直流送出關(guān)鍵技術(shù)與裝備，是解決我國海上風(fēng)電規(guī)模化開發(fā)與高效送出難題，推進(jìn)能源清潔低碳轉(zhuǎn)型和實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐。

國家電網(wǎng)公司大力推動技術(shù)創(chuàng)新，打造能源轉(zhuǎn)型動力引擎，攻克系統(tǒng)、裝備、平臺、運(yùn)維等一系列技術(shù)難題，首創(chuàng)海上風(fēng)電柔性直流構(gòu)網(wǎng)送出技術(shù)，研制出百萬千瓦級高經(jīng)濟(jì)性適海型柔性直流換流裝備，有力推動遠(yuǎn)海風(fēng)電柔性直流技術(shù)的發(fā)展。

中國電科院科研人員開展適海型柔性直流換流閥試驗(yàn)。

它是海上風(fēng)電并網(wǎng)的“高效中繼站”，讓海上風(fēng)電并網(wǎng)更可靠更經(jīng)濟(jì)。公司研制了百萬千瓦級高功率密度適海型柔性直流換流器，最高參數(shù)可達(dá)±500kV/3000MW，裝備抗振強(qiáng)度提升60%，功率密度達(dá)8MW/m^3。

它是海上風(fēng)電并網(wǎng)的“穩(wěn)定調(diào)節(jié)器”，讓海上風(fēng)電并網(wǎng)更友好。公司研發(fā)了國際首個(gè)構(gòu)網(wǎng)型海上風(fēng)電柔性直流控制保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電與電網(wǎng)的源網(wǎng)友好協(xié)同，首次實(shí)現(xiàn)了海風(fēng)新能源對電網(wǎng)的主動支撐。該成果可將離岸數(shù)百公里百萬千瓦級海上風(fēng)電穩(wěn)定、高效送入陸上電網(wǎng)，為海上風(fēng)電規(guī)模化開發(fā)提供技術(shù)與裝備支撐。

中國電科院科研人員開展柔性直流換流閥塔型式試驗(yàn)。

為滿足遠(yuǎn)距離海運(yùn)的需求，公司提出了“組件-模塊-閥塔多層級阻尼配置抗振減振”方法，并對波浪、洋流、海風(fēng)等多種海況進(jìn)行模擬，完成海運(yùn)抗振等效測試。該技術(shù)采用遠(yuǎn)程監(jiān)測和智能化檢修技術(shù)，實(shí)現(xiàn)海上換流站無人值守和便捷化運(yùn)維，年度檢修時(shí)間由常規(guī)的兩周縮短至4天。

目前，海上風(fēng)電柔性直流并網(wǎng)技術(shù)及裝備成果正在支撐上海、福建、浙江、遼寧等地海域多個(gè)遠(yuǎn)海風(fēng)電柔性直流工程建設(shè)。