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全球能源互联网这一构想的提出,基于化石能源大规模开发利用导致的资源紧缺、环境污染、气候变化等诸多全球性难题,以及人类社会面临的日益严峻的化石能源困局。未来,在世界范围内需要大力开发分布广、潜力大的各种可再生能源,以保障能源长期稳定供应。转变能源生产、配置和消费方式,大规模开发利用清洁能源,将优化能源结构,提高能源效率,改善生态环境,实现清洁发展。电能作为优质、清洁、高效的二次能源,是未来最重要的能源形式之一,风能、太阳能等清洁能源将成为主导能源。
全球能源互联网所需的技术很多,如特高压交直流输电技术、大数据技术等,其中,对柔性直流输电技术的需求尤为迫切。当前,我国发电方式发生了变革,可再生能源比例加大;未来,全球能源互联网可大规模接入可再生能源。因此,柔性直流输电技术是必不可少的。
未来直流电网高效连接新能源基地与负荷中心
直流电网,是由多个换流器、直流传输线路、直流断路器、直流变压器等设备构成的输配电系统。直流电网技术及装备是推动电网变革的重要手段,是国际电力领域的关注热点。
柔性直流输电是新一代输电技术,也是目前世界上可控性最高、适应性最好的输电技术。柔性直流输电技术可用于大规模可再生能源高效接纳、大型城市和海岛等区域输电网络和高效输配电网络的构建,其优势在于:大大减少换流站数量;换流站可以单独传输功率,可灵活切换传输状态;拥有冗余,可靠性高。可以预见的是,未来的直流电网,将包含多个电压等级和各种电源接入,形成连接全球可再生能源基地至负荷中心的高效能源配置系统。
柔性直流在可再生能源并网、直流输电网络构建、弱系统联网、大型城市供电等场合具有显著技术优势。它无需无功支撑设备,可灵活调节风电场出口电压,保证风机在系统故障时持续运行,提升系统稳定性和能源利用率。由柔性直流构成的网络,可实现多个风电场间歇性出力互补,保证风能在大范围内的高效汇集、灵活传递及分散消纳。柔性直流输电系统的功率灵活可控、可实现弱电网的受电和供电,输电距离不受电缆充电功率限制,是实现远海风电基地汇集与输送的最佳技术手段。
历时多年自主研发,我国已全面掌握了柔性直流输电基础理论及工程关键技术。目前正在建设的厦门柔性直流输电工程,电压等级为±320千伏,输电能力100万千瓦。这说明,我国自主设计、研制的柔性直流输电设备的电压等级和输电容量,已居于世界领先地位。此外,我国自主研发的柔性直流输电高端装备,已获得欧洲市场认可。
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