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我国高压直流输电技术如何走向世界?

导读: 当前,“全球能源互联网”概念方兴未艾,高压直流输电技术研究和工程实践十分活跃,尤其是在中国、印度、南美、欧盟等。目前,我国已经全面掌握特高压直流输电核心技术和整套设备的制造能力,在大电网控制保护、智能电网、清洁能源接入电网等领域取得一批世界级创新成果。

  当前,“全球能源互联网”概念方兴未艾,高压直流输电技术研究和工程实践十分活跃,尤其是在中国、印度、南美、欧盟等。近日,来自12个国家的300多名专家聚焦高压大功率电力电子器件、直流输电装备、常规高压/特高压直流输电、柔性直流输电、直流输电系统与运行、特高压直流输电、柔性直流输电、直流输电装备等方向,旨在推荐高压直流输电技术在世界范围内的研究和应用。

  直流输电设备各国百花齐放

  目前,我国已经全面掌握特高压直流输电核心技术和整套设备的制造能力,在大电网控制保护、智能电网、清洁能源接入电网等领域取得一批世界级创新成果。目前建立了系统的特高压与智能电网技术标准体系,编制相关国际标准。特高压技术装备是我国能源领域自主创新、世界首创、拥有国际标准主导权和较强竞争优势的重大技术,也是国家创新能力和综合实力的重要标志。

  高压直流输电技术在长距离跨区电能的传输、异步电网的互联、弱电网的电能输送等领域开展了广泛的应用,换流阀技术是高压直流输电技术的关键核心。南瑞集团中电普瑞电力工程有限公司总经理查鲲鹏着重介绍了中国高压直流输电换流阀技术及应用。目前,高压直流输电换流阀技术分为两大类,一类是应用LCC技术的换流阀,一类是应用VSC技术的换流阀。查鲲鹏表示,中国在运行中的超高压/特高压直流输电工程大部分应用的是LCC技术的换流阀,现有LCC的换流阀已到达±800千伏/5000安培的技术指标。在现有±800千伏/5000安培技术的基础上,将进一步开发±1100千伏/5500安培与±800千伏/6250安培两种技术规格。VSC换流阀技术是新一代换流阀技术,其在新能源并网、海岛电网输电等领域上具备巨大的优势。使用该项技术的换流阀已经在上海南风工程、浙江舟山工程、福建厦门工程成功应用,未来更高电压、更大容量的换流阀将在2017年豫鄂背靠背等工程中应用。

  韩国晓星公司电网部总经理郑宏巨详细分析了韩国最近用于风电并网的高压直流输电工程——20MW的VSC-HVDC项目。该应用自2012年开始,由政府组织研究,该项目采用的是MMC技术。据介绍,韩国晓星公司还在STATCOM技术领域开展应用,2015年已投入运行了100Mvar容量的STATCOM项目,并计划于2016年开展应用MMC技术的STATCOM的研发。

  关于高压直流输电技术中的快速隔离故障,全球能源互联网研究院直流输电技术研究所所长贺之渊介绍了一种新型直流断路器,它的主回路由一个机械断路器及数个全桥SM模块组成,旁路回路由数个SM模块组成,能量吸收回路主要由避雷器组成。正常运行时电流流经主回路,在产生故障电流时主回路SM模块闭锁使得故障电流在100至200微秒内流经旁路回路,当主回路电流为零后机械开关断开,之后旁路回路SM闭锁使得直流断路器两段电压上升至压敏电阻的动作等级,之后完成断开。

  如今,特高压、大容量的输电特性对换流变压器提出了很高的工艺要求,因此采用多端的特高压直流输电技术就成了解决上述问题的一种方案,多端特高压直流输电技术还具备运输方式多样、灵活的输电特点。瑞士ABB中国电网项目开发经理王卫国介绍了ABB公司的特高压多端直流输电及柔性直流电网的发展:ABB公司通过逆导IGBT概念形成的双模式绝缘栅晶体管BIGT技术会进一步使得VSC换流阀达到3000安培/800千伏的技术指标。目前ABB公司已具备生产525千伏直流电缆的能力,下一步将研发更大容量的,电压等级达到600千伏至800千伏的直流电缆。

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