大容量低頻換頻站投運，電力實(shí)現“互通有無(wú)”+ 查看更多
大容量低頻換頻站投運，電力實(shí)現“互通有無(wú)”
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發(fā)布日期：2023-01-07 09:01
有效提升輸送容量、距離和效率
隨著(zhù)碳達峰、碳中和進(jìn)程加快，新型電力系統構建深入推進(jìn)，電力輸電場(chǎng)景越來(lái)越多元化、復雜化，電力系統安全穩定運行還面臨不少新挑戰。以浙江為例，浙江電力系統既面臨著(zhù)海上中遠距離輸電、大規模清潔能源消納等挑戰，在杭州等城市部分高密度負荷區域，還存在著(zhù)供電能力吃緊等現狀。
“我們將柔性低頻輸電技術(shù)，作為攻克上述難題的關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng )新，嘗試在落地應用中驗證其科學(xué)性和有效性。”國網(wǎng)浙江省電力有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)國網(wǎng)浙江電力）電力科學(xué)研究院技術(shù)人員裘鵬介紹，柔性低頻是一種以電力電子技術(shù)為基礎的高效交流輸電技術(shù)，可以將傳統電網(wǎng)中50赫茲的輸送頻率降低到20赫茲。這小小30赫茲的降幅，作用卻非常顯著(zhù)——將有效提升輸電線(xiàn)路的輸送容量、輸送距離以及輸送效率。
柔性低頻輸電技術(shù)的問(wèn)世，最初是為了解決海上風(fēng)電遠距離輸送的難題。國網(wǎng)浙江電力看準了該技術(shù)在大都市高密度負荷區域的應用前景，率先以杭州為試點(diǎn)將高壓柔性低頻輸電技術(shù)應用到城市電網(wǎng)。杭州柔性低頻輸電示范工程也是目前國際上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性低頻輸電工程。
實(shí)現兩大電網(wǎng)的柔性潮流互濟
“這是大容量柔性交換頻站，那是低頻變壓器，那是低頻斷路器和低頻控保系統……”近日，在220千伏亭山換頻站，國網(wǎng)杭州供電公司技術(shù)人員許挺對工程14項全球首臺首套成果如數家珍。
這些成果，搶占了全球柔性低頻輸電領(lǐng)域核心裝備和關(guān)鍵技術(shù)制高點(diǎn)。更重要的是，它們發(fā)揮出了解決問(wèn)題的實(shí)效。
一直以來(lái)，杭州作為大受端城市與全國所有城市電網(wǎng)一樣，受短路電流限制，500千伏和220千伏的供區分別獨立運行，供區間互濟能力沒(méi)有被充分利用，有時(shí)便會(huì )出現“飽漢不知餓漢饑”的狀況。柔性低頻輸電為這一問(wèn)題帶來(lái)了一套解決方案。
許挺告訴記者，通過(guò)建設杭州220千伏柔性低頻輸電工程，杭州亭山、中埠兩座高壓大容量換頻站將形成低頻互聯(lián)，實(shí)現富陽(yáng)和蕭山南部?jì)纱箅娋W(wǎng)的柔性潮流互濟、異步互聯(lián)，有效減少浙北、紹興特高壓換流站的換相失敗風(fēng)險。
此次啟動(dòng)帶電的亭山換頻站位于富陽(yáng)區富春灣新城，總建筑面積7810平方米，是杭州220千伏柔性低頻輸電項目的重要組成部分。亭山換頻站在建設過(guò)程中應用了包括高壓大容量換頻器、低頻變壓器、低頻斷路器、低壓控保系統等14項國際領(lǐng)先首臺首套創(chuàng )新成果，攻克了低頻和工頻同步加壓難題，首次實(shí)現大功率換頻閥功率器件和電容國產(chǎn)化的應用，實(shí)現了世界首套高壓大容量M3C換頻閥的投運。
技術(shù)成果可應用于多種場(chǎng)景
作為世界首個(gè)500千伏供區異步互聯(lián)，杭州220千伏柔性低頻輸電工程為柔性低頻輸電設備與系統提供全面技術(shù)驗證，也為這些前沿技術(shù)朝著(zhù)更多場(chǎng)景轉化應用更進(jìn)了一步。
首先該技術(shù)可應用于中遠距離海上風(fēng)電高效送出。“目前國內、國際上的近海風(fēng)電場(chǎng)一般采用工頻交流技術(shù)，而遠海風(fēng)電送出通常采用直流輸電，但直流輸電換流站投資較高，對中短距離的海上風(fēng)力發(fā)電工程而言不夠經(jīng)濟。柔性低頻輸電兼具工頻交流輸電與直流輸電的優(yōu)勢，在70—200公里范圍內使用柔性低頻輸電，能有效降低海上風(fēng)電輸送的成本。”國網(wǎng)杭州市富陽(yáng)區供電公司低頻運維班副班長(cháng)黃晗江介紹。
其次該技術(shù)還可讓電網(wǎng)兼容陸上多種新能源匯集與送出。柔性低頻輸電的“柔性”意味著(zhù)實(shí)現了對電網(wǎng)參數的靈活控制，提高了電力系統的靈活性和穩定性。在杭州，本地的光伏發(fā)電容量已近200萬(wàn)千瓦，成為了本地最大電源，柔性低頻輸電的動(dòng)態(tài)可調無(wú)功補償作用，為分布式光伏的電壓穩定運行提供有效支撐。
與此同時(shí)，柔性低頻還有一個(gè)大膽的潛在場(chǎng)景——電纜化城網(wǎng)供電。如今，不少城市核心地區供電負荷密度峰高，但是供電走廊非常少，多采用10千伏交流電纜，而要在城市中心新建設110千伏變電站已非常困難。柔性低頻輸電技術(shù)使利用現有的資源，挖掘電網(wǎng)更大輸電能力成為可能。