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[超高壓耐壓測(cè)試儀]風(fēng)電并網(wǎng)新技術(shù)—柔性直流輸電詳解
點(diǎn)擊次數(shù)：1412 發(fā)布時(shí)間：2011-11-3
通俗地講，在現(xiàn)有的電網(wǎng)中使用了柔性直流輸電系統(tǒng)，相當(dāng)于在電網(wǎng)中接入了一個(gè)閥門(mén)和電源，它不僅可以有效地控制其上面通過(guò)的電能，隔離電網(wǎng)故障的擴(kuò)散，而且還能根據(jù)電網(wǎng)需求，自身快速、靈活、可調(diào)地發(fā)出或者吸收一部分能量。”中國(guó)電科院賀之淵博士介紹道，“這對(duì)優(yōu)化電網(wǎng)的潮流分布，增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)的智能化和可控性，都具有一定的作用。”
從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，柔性直流輸電是以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術(shù)，其采用的電壓源型換流器和全控器件，是常規(guī)直流輸電技術(shù)的換代升級(jí)。相比于交流輸電和常規(guī)直流輸電，在傳輸能量的同時(shí)，還能靈活地調(diào)節(jié)與之相連的交流系統(tǒng)電壓。具有可控性較好、運(yùn)行方式靈活、適用場(chǎng)合多等顯著優(yōu)點(diǎn)。
交流并網(wǎng)的技術(shù)瓶頸
目前，使用交流并網(wǎng)是絕大多數(shù)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的選擇。但是風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)交流并網(wǎng)目前普遍存在一些技術(shù)瓶頸：
首先，使用交流并網(wǎng)需要風(fēng)電場(chǎng)和所連接的交流系統(tǒng)必須嚴(yán)格保持頻率同步，而風(fēng)機(jī)對(duì)并網(wǎng)處交流母線電壓波動(dòng)較為敏感?，F(xiàn)有運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，交流系統(tǒng)電壓波動(dòng)是風(fēng)機(jī)退網(wǎng)的主要原因之一。
其次，在交流系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，風(fēng)電場(chǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行往往需要在母線出線端加裝無(wú)功補(bǔ)償裝置，從而提高風(fēng)場(chǎng)的故障穿越能力。但這樣一來(lái)加大了風(fēng)電場(chǎng)投資，另外補(bǔ)償裝置對(duì)風(fēng)機(jī)的zui大風(fēng)能捕捉及風(fēng)機(jī)控制器本身，都有可能造成不利影響。
zui后，對(duì)于海上風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，如果使用交流電纜連接，當(dāng)電纜長(zhǎng)度超過(guò)一定數(shù)值后，需要很大的感性無(wú)功補(bǔ)償裝置，尤其是對(duì)于距離岸邊較遠(yuǎn)的風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，在線路中間進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償幾乎沒(méi)有可能。
而使用柔性直流輸電電纜理論上沒(méi)有距離限制，所以當(dāng)超過(guò)一定的等價(jià)距離后，一般大于50~100千米，使用直流并網(wǎng)是zui合理的選擇。
常規(guī)直流輸電存問(wèn)題
常規(guī)直流需要所連交流系統(tǒng)提供換相電壓，比較容易發(fā)生換相失敗的故障，這對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)大大降低了其安全穩(wěn)定運(yùn)行的能力。
常規(guī)直流在傳輸同樣容量的功率時(shí)，比交流和柔性直流輸電方案的占地面積要大得多（兩倍以上），因此不適合風(fēng)電場(chǎng)使用。
常規(guī)直流在傳輸較小容量時(shí)，與交流和柔性直流輸電相比單位造價(jià)較高，因此不適合用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)。
對(duì)于風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，當(dāng)風(fēng)力不夠使得風(fēng)機(jī)從系統(tǒng)中切除后，為給風(fēng)電場(chǎng)處的負(fù)荷供電，系統(tǒng)將有限度地向風(fēng)電場(chǎng)傳輸有功功率，這時(shí)可能需要無(wú)功補(bǔ)償來(lái)保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。而常規(guī)直流不具備發(fā)出無(wú)功的能力，且本身還需要大量的無(wú)功補(bǔ)償裝置，這同樣會(huì)加大換流站的面積，因此不適合在風(fēng)電場(chǎng)（尤其是海上風(fēng)電場(chǎng)）使用。
柔性直流輸電對(duì)可再生能源發(fā)展意義重大
從柔性直流輸電技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，它能夠給風(fēng)電場(chǎng)提供良好的動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐，避免風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投資;同時(shí)提供優(yōu)異的并網(wǎng)性能，防止風(fēng)電場(chǎng)的電壓波動(dòng)對(duì)交流系統(tǒng)的影響，并同時(shí)改善風(fēng)電場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)波動(dòng)的抗干擾能力。由于能夠提供電壓支撐作用，它還能大幅度提升風(fēng)電場(chǎng)在交流系統(tǒng)發(fā)生故障情況下的低電壓穿越能力;另外，由于柔性直流輸電不受距離限制，因此也是國(guó)外大型遠(yuǎn)距離海上風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的*選擇?；谝陨巷@著優(yōu)勢(shì)，柔性直流輸電目前已成為上*的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的*技術(shù)方案。
目前柔性直流輸電換流站的單位成本大約為常規(guī)直流輸電的1.5倍左右，但是隨著技術(shù)的改進(jìn)以及工程的大量應(yīng)用，其造價(jià)也在逐漸降低。尤其是當(dāng)傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，使用柔性直流輸電方案與交流輸電相比其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性就更為*。因此在我國(guó)風(fēng)電場(chǎng)（尤其是海上風(fēng)電場(chǎng)）大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越多的情況下，柔性直流輸電技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用，對(duì)于滿(mǎn)足我國(guó)清潔的能源利用的需要，有著顯著的意義。
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