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舟山:以柔克刚 打造“刚柔并济”的海岛电网

放大字体  缩小字体 发布日期:2022-01-14  来源:舟山日报
舟山群岛如繁星点点洒落东海,与往来舟楫为伴,拥有一张“刚柔并济”的独特海岛电网。
 
面对海上风电等丰富的新能源资源,舟山电网的“镇网之宝”——世界首个五端柔性直流工程“以柔克刚”,发挥响应速度快、可控性好、运行方式灵活的“柔性直流”技术优势,以巧力破新能源消纳难题。
 
当前,在建设新型电力系统示范市实践中,国网舟山供电公司充分挖掘舟山五端柔直工程示范优势,探索实现更可靠的电力供应,发展更高水平的新能源消纳利用技术。

 
“多端”变“网状” 增强供电可靠性
 
五端柔性直流工程拥有舟定、舟岱、舟衢、舟泗、舟洋5座换流站,分布在舟山本岛、岱山岛、衢山岛、泗礁岛和洋山岛,在岛际间架起了一个大容量、远距离的直流电网,进一步保障了舟山北部岛屿电网稳定运行,也大大提升了新能源消纳水平。2014年投运至今,该工程累计送出新能源近10亿千瓦时。
 
区别于传统交直流输电是点对点单向输电,“柔性直流”可双向互通,使各岛屿之间的电能能快速相互“支援”。比如岱山本岛上的舟岱站,平时通过海缆把电送到衢山岛上的舟衢站,一旦发现岱山本岛缺电,舟衢站也可以把电反输到舟岱站,输电方式相当灵活。
 
近几年来,舟山五端柔直工程一直在不断完善升级中,尤其是全球首套200千伏高压直流断路器、柔直系统阻尼恢复技术等的先后运用,让故障快速处理能力得以大幅提高,电力可靠性和灵活性明显增强,基本可避免失电情况的发生。“目前舟山柔直工程还是一个多端系统。”国网舟山供电公司运检部五级职员刘黎介绍说,如果碰到直流线路故障,仍存在部分换流站会退出运行。
 
要彻底解决问题必须从根源入手。“若在舟衢站和舟泗站之间敷设一回直流海缆,便能让‘多端’升级成‘网状’。”刘黎说,5个换流站互联互通、随时照应,整个柔直电网将固若金汤。

 
“治标”又“治本” 提高电能质量
 
登上衢山岛的凉峙山,巨大的风机映入眼帘,随着叶片飞转,传来呼呼的风声。去年1月,衢山风电场2期110千伏送出工程投产,风能转化为电能,通过海缆输送到舟山五端柔直工程,预计每年可生产清洁电量1.5亿千瓦时。
 
风光潮等新能源是新型电力系统电力供应的主体,具有清洁零碳等诸多优势,但也存在间歇性、波动性等短板。灵活有弹性的柔直电网,在接纳新能源发电出力不确定性时,具有更强大的承载力和适应性,舟山五端柔直工程成为新能源的重要外送通道。
 
而随着接入新能源项目增多,新的问题出现,且愈发凸显。
 
目前,舟山大力开发以集中式海上风电、滩涂光伏为主的新能源项目,均通过交流海缆接入舟山北部网架。新能源本身就存在电力谐波,经长距离交流海缆输送后,谐波不断放大,并伴有震荡等问题,影响电能质量和系统安全稳定运行,也对电网设备造成损耗。“以前接入的新能源不多,影响不明显。现在问题越来越突出,亟待解决。”国网舟山供电公司发策部副主任徐良军说。
 
据介绍,国网舟山供电公司正不断加强谐波治理,对换流站的电压、电流回路进行谐波测试。测试结果存在问题的,迅速组织人员研究处理措施,并推进整改进度。然而,这些措施只能“治标”,还需探寻“治本”之道。

 
“新能源大规模接入交流电网后,交流电网的电压、频率和功率的稳定难度大大增加。如果接入柔性直流电网,只需要稳定直流电压即可,技术上更容易实现,有利于保障大电网的安全稳定运行。”刘黎介绍,“灵活是柔性直流输电技术的显著优势,这一优势与不规律的新能源一拍即合。”
 
打通“任督二脉” 直流电进千万家
 
目前,我国居民供电系统普遍以交流电为主,但高效节能的直流电已引起广泛关注,一些行业加快了交流改直流的应用探索,让家里的用电设备可以依靠直流电工作。而在不久的将来,无需交直流转换,舟山市民或许就能直接用上高质量的直流电。
 
“舟山柔直输电线路电压等级为200千伏,普通用户没法直接用,国内又没有这么大规格的直流变压器,所以要先转成交流电,然后利用交流变压器,降为用户适用的电压等级。”刘黎说,目前全球专家在攻关研发高压直流变压器,将改变这一现状。
 
据介绍,通过高压直流变压器,可以将200千伏的直流电变压至多个电压等级,方便中低电压等级用户使用。“减少交直流转换的环节,电能质量也得到更好保证。”刘黎说,如同打通了“任督二脉”,让舟山五端柔直工程不再局限于岱山本岛、衢山岛、嵊泗泗礁等大岛,可以覆盖到更多悬岛。

 
届时,柔性直流输电可携带各个站点的新能源,到达舟山北部各岛任何有需要的地方,为社会经济发展和重大项目建设提供更清洁、更灵活的电力保障。 
 
关键词: 电网
 
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