柔性直流輸電技術被譽為“深海電力高速公路”

在全球積極推進能源轉型的大背景下，我國海上風電發(fā)展正迎來前所未有的機遇，而海上風電柔性直流裝備則是其中的關鍵一環(huán)。我國海上風電資源豐富，預計到2030年，我國海上風電裝機容量將達到2億千瓦，相當于10個三峽工程。

隨著中國近?？砷_發(fā)風電區(qū)域逐步飽和，開發(fā)遠海風電勢在必行。然而當離岸送出距離超70千米后，近海風電中采用的交流輸電將無法適用，必須采用柔性直流技術。柔性直流是新一代輸電技術，被譽為“深海電力高速公路”，也是目前國際主流的遠海風電送出技術方案。

突破海上風電柔性直流送出關鍵技術與裝備，不僅是解決我國遠海風電規(guī)?；_發(fā)與高效送出，推進能源清潔轉型和實施“雙碳”戰(zhàn)略的需要，更是保障能源安全的必然選擇。

設備可將百公里以上深遠海風電穩(wěn)定送入陸上電網(wǎng)

海上風電柔性直流送出對裝備的性能要求極高，它不僅要滿足海上惡劣運行環(huán)境要求，還要高度緊湊化。

國家電網(wǎng)公司歷時十余年，攻克了控制、設計、運維等系列技術難題，研制出全球輸電能力最強、集成度最高的海上風電柔性直流裝備，可將百公里以上的深遠海風電穩(wěn)定、高效送入陸上電網(wǎng)，引領了遠海風電柔性直流技術的發(fā)展。

“在我們的裝備中，首次采用了海風-柔直一體化構網(wǎng)控制技術，能夠讓原本波動的海上風電，像同步發(fā)電機一樣來快速調節(jié)功率響應電網(wǎng)需求。”他說，這項技術對未來高比例新能源接入，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)有重要作用。

國家電網(wǎng)公司提出了數(shù)千功率模塊高電壓大電流下的協(xié)同變換技術，換流容量達到3000MW，可以滿足300萬戶家庭的用電需求。通過對換流裝備設計的多次迭代優(yōu)化，換流平臺的體積和重量大幅下降，工程整體成本降低15%。

同時，為了滿足遠距離海運的需求，他們提出了多層級抗振減振方法，并對波浪、洋流、海風等多種海況進行了模擬，在國際上首次通過了萬海里級海運抗振等效測試。為了滿足海上平臺特殊的運維需求，項目采用了遠程監(jiān)測和智能化檢修技術，研發(fā)了系列專用檢修工裝，實現(xiàn)了海上換流站無人值守和便捷化運維，年度檢修時間由常規(guī)的兩周縮短至4天。

通過這一系列的創(chuàng)新，團隊構建了百萬千瓦級遠海風電送出柔性直流技術體系，實現(xiàn)了從基礎器件到裝備整機的全面國產(chǎn)化，多項技術為國際首創(chuàng)，形成93項發(fā)明專利。

遠海風電技術將向更大容量發(fā)展

此次成果破解了深遠海風電外送難題，展望未來遠海風電時，賀之淵表示，未來隨著技術的進步，遠海風電技術主要向三個方面發(fā)展。

首先，向著更大容量發(fā)展。隨著新的器件、直流電纜的研發(fā)，傳輸容量將進一步提升至3000兆瓦甚至更高，換流裝備和平臺也將更加緊湊。

其次，向著網(wǎng)絡化發(fā)展。目前輸電還是一條一條、點對點的輸送方式，隨著未來開發(fā)規(guī)模的增大，將逐步形成多端甚至在海上形成類似交流的網(wǎng)狀傳輸方式，提高了海上風電的利用率，也使得海上風電的傳輸更加可靠。

此外，向著全直流化發(fā)展。當前的成果是把風機發(fā)出的交流電變換成直流電，送到陸地上，變換的環(huán)節(jié)比較多。未來考慮讓風機直接發(fā)出直流電，直接輸送到陸地上，減少了變換環(huán)節(jié)，傳輸效率更高，裝備也更加輕型、緊湊。新京報記者 張璐編輯 樊一婧 校對 李立軍