2月28日，張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗(yàn)示范工程（以下簡(jiǎn)稱“張北工程”）開工動(dòng)員大會(huì)在北京召開，國(guó)家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)舒印彪在會(huì)上表示：“張北工程是世界上首個(gè)真正具有網(wǎng)絡(luò)特性的直流電網(wǎng)工程，也是世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大的柔性直流工程，將創(chuàng)造12項(xiàng)世界第一，在我國(guó)乃至世界電網(wǎng)發(fā)展史上都具有重要的里程碑意義。”

據(jù)介紹，該工程將推動(dòng)更高電壓、更大容量柔性直流技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展，帶動(dòng)電網(wǎng)和裝備制造產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，鞏固我國(guó)在直流輸電技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際引領(lǐng)地位，為直流技術(shù)和重大裝備“走出去”戰(zhàn)略的實(shí)施創(chuàng)造有利條件。同時(shí)，對(duì)于推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型與綠色發(fā)展、服務(wù)北京低碳綠色冬奧會(huì)、引領(lǐng)科技創(chuàng)新等具有顯著的綜合效益和戰(zhàn)略意義。

搶占全球電網(wǎng)技術(shù)制高點(diǎn)

據(jù)了解，柔性直流輸電是當(dāng)今電網(wǎng)科技領(lǐng)域的前沿技術(shù)，采用可自關(guān)斷的全控型電力電子器件，具有可控能力強(qiáng)、功率調(diào)節(jié)速度快、運(yùn)行方式靈活等特點(diǎn)，在偏遠(yuǎn)地區(qū)和海上新能源并網(wǎng)、異步電網(wǎng)互聯(lián)、城市供電等應(yīng)用領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，受到世界各國(guó)的普遍重視。

截至目前，我國(guó)已相繼建成上海南匯柔性直流（直流電壓±30千伏）、廣東汕頭南澳±160千伏多端（四端）柔性直流、浙江舟山±200千伏五端柔性直流、廈門±320千伏柔性直流等工程，同時(shí)在魯西背靠背換流站工程中應(yīng)用了電壓±350千伏、單元容量100萬千瓦的柔直技術(shù)。目前在建的渝鄂直流背靠背聯(lián)網(wǎng)工程將應(yīng)用電壓±420千伏、單體換流單元容量125萬千瓦的柔直技術(shù)。隨著我國(guó)柔直輸電技術(shù)應(yīng)用不斷推進(jìn)，其電壓等級(jí)、容量等也在不斷提高。

此次開工的張北工程在世界上率先研究直流電網(wǎng)技術(shù)，首次建設(shè)四端柔性直流環(huán)形電網(wǎng)，將柔性直流輸電電壓提升至±500千伏，單換流器額定容量提升到150萬千瓦，建設(shè)666千米±500千伏直流輸電線路，新建張北、康保、豐寧和北京4座換流站，換流容量分別為300萬千瓦、150萬千瓦、150萬千瓦、300萬千瓦，總換流容量達(dá)900萬千瓦。工程總投資125億元，于2017年12月獲國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)，力爭(zhēng)2019年底主體工程基本建成、張北向北京具備送電能力，確保2020年上半年全部建成投運(yùn)。

對(duì)于該工程的意義，國(guó)網(wǎng)直流部主任張福軒介紹：“張北工程首次采用柔直輸電技術(shù)構(gòu)建直流電網(wǎng)，工程原創(chuàng)性技術(shù)和首次研發(fā)設(shè)備多，技術(shù)挑戰(zhàn)性大，將在世界上率先突破直流電網(wǎng)技術(shù)，掌握直流電網(wǎng)構(gòu)建原則、基本特性、運(yùn)行規(guī)律和運(yùn)行控制方法，占領(lǐng)世界直流電網(wǎng)技術(shù)的制高點(diǎn)。”

服務(wù)新能源發(fā)展和綠色奧運(yùn)

“柔直電網(wǎng)不需要交流系統(tǒng)支撐換相，具有動(dòng)態(tài)無功支撐能力，可有效抑制交流電壓波動(dòng)，減少功率波動(dòng)對(duì)受端電網(wǎng)的影響，同時(shí)還具備輸送距離遠(yuǎn)、傳輸容量大的優(yōu)勢(shì)，可以支撐新能源大規(guī)模開發(fā)。”舒印彪表示，“張北工程將實(shí)現(xiàn)弱送端條件下新能源的友好接入和規(guī)模送出、多種形態(tài)能源匯集互補(bǔ)和靈活消納，提高能源利用效率，對(duì)于我國(guó)在新能源富集地區(qū)聯(lián)合發(fā)揮柔直電網(wǎng)和儲(chǔ)能裝置作用，探索新能源大規(guī)模開發(fā)利用新模式，推動(dòng)新一代電力系統(tǒng)創(chuàng)新發(fā)展，具有重要的示范意義。”

據(jù)介紹，2022年冬奧會(huì)將在北京和張家口舉行，建設(shè)張北工程將推動(dòng)清潔能源發(fā)展，助力“綠色奧運(yùn)”“低碳奧運(yùn)”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

目前，張家口地區(qū)風(fēng)、光發(fā)電資源富集，裝機(jī)超過1000萬千瓦，并規(guī)劃到2020年超過2000萬千瓦，但本地消納能力不足。該工程將實(shí)現(xiàn)張北新能源基地、豐寧儲(chǔ)能電源與北京負(fù)荷中心相連，滿足張家口可再生能源綜合示范區(qū)建設(shè)需要。

同時(shí)，北京地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，用電需求大，為保障電力供應(yīng)、促進(jìn)節(jié)能減排，需要逐步提高外來電比例和清潔能源發(fā)電比重。張北工程投運(yùn)后，可充分利用張家口地區(qū)大規(guī)模風(fēng)、光互補(bǔ)特性與豐寧抽水蓄能電站的調(diào)峰能力，最大限度挖掘源網(wǎng)儲(chǔ)荷資源利用價(jià)值，為京津冀地區(qū)提供穩(wěn)定可靠的清潔電力。屆時(shí)北京市外受電比例將達(dá)70%，冬奧場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)100%清潔能源供電。

帶動(dòng)裝備制造業(yè)升級(jí)

張福軒介紹：“張北工程建設(shè)的總體目標(biāo)是全面掌握大容量柔直輸電技術(shù)，總體實(shí)現(xiàn)科研、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)的自主創(chuàng)新。”

據(jù)悉，張北工程已被列入國(guó)家發(fā)改委《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃（2016-2020年）》和《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》，并被國(guó)家工信部推薦為《中國(guó)制造2025》2018年重大標(biāo)志性項(xiàng)目。

該工程具有產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、帶動(dòng)力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可有力帶動(dòng)電工裝備產(chǎn)業(yè)等發(fā)展，中長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益顯著。同時(shí)，工程首次研制并應(yīng)用直流斷路器、換流閥、控制保護(hù)等直流電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備，將進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)在柔直輸電和直流電網(wǎng)領(lǐng)域的原始創(chuàng)新和自主創(chuàng)新，推動(dòng)我國(guó)柔直輸電技術(shù)在更高電壓等級(jí)、更大輸送容量上創(chuàng)新發(fā)展，形成一整套柔直電網(wǎng)的中國(guó)解決方案，鞏固和擴(kuò)大我國(guó)在世界直流輸電領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，提高我國(guó)電工裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

鏈接

柔性直流能夠自換相，對(duì)交流系統(tǒng)條件依賴程度低，系統(tǒng)暫態(tài)過程的穿越能力和弱系統(tǒng)支撐能力顯著提升，可獨(dú)立地調(diào)節(jié)有功和無功功率，是目前可控性最高、適應(yīng)性最好的輸電技術(shù)。基于柔性直流輸電技術(shù)構(gòu)建的直流電網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)多電源供電、多落點(diǎn)受電和新能源孤島接入，具有更好的經(jīng)濟(jì)性與靈活性，能夠?qū)L(fēng)電、光電、抽水蓄能與負(fù)荷中心直接連接，構(gòu)成多種形態(tài)能源靈活互補(bǔ)的能源互聯(lián)網(wǎng)，并通過多源接入和多能互補(bǔ)，有效平抑新能源波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

此外，利用直流斷路器、快速控制保護(hù)等設(shè)備，直流電網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)故障的快速切除和隔離，避免局部故障引起的系統(tǒng)失穩(wěn)或功率中斷；通過功率轉(zhuǎn)帶和多回路由，充分發(fā)揮直流電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，大幅提高送電的可靠性。