中國儲能網(wǎng)訊：如果說上海南匯柔性直流輸電示范工程實現(xiàn)兩端柔直控制保護是一項壯舉，那么，6月27日投運的浙江舟山多端柔性直流輸電工程，實現(xiàn)五端柔直控制保護則是控制保護史上里程碑式的進展。它攻克了多端柔性直流輸電控制保護這一世界難題，使我國在世界上率先掌握了多端柔性直流輸電設(shè)計、試驗、建設(shè)、調(diào)試和運行全系列核心技術(shù)，站在了世界控制保護技術(shù)的最前沿。
備受業(yè)界矚目，歷時15個月，總投資42.1億元的浙江舟山±200千伏多端柔性直流輸電工程終于進入“服役期”。該工程也是世界上已投運的端數(shù)最多、電壓等級最高、單端容量最大的多端柔性直流工程。
伴隨著工程投運，多端柔性直流輸電工程的“心臟”難題——控制保護也逐漸揭開了其神秘面紗。那么，經(jīng)過大型示范工程的應(yīng)用，控制保護究竟研發(fā)到何種程度？有何先進性？今后推廣的趨勢如何……帶著這些疑問，記者采訪了控制保護行業(yè)內(nèi)的專家。
掀起多端柔直控制保護神秘面紗
柔性直流輸電是一種新型輸電技術(shù)，可以快速獨立地調(diào)節(jié)有功功率和無功功率，控制公共連接點的交流電壓，潮流反轉(zhuǎn)方便靈活，可以為無源系統(tǒng)供電。柔性直流輸電的特點是控制靈活、智能化程度高，在提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、改善電能質(zhì)量等方面都具有較強的技術(shù)優(yōu)勢，環(huán)保性好、占地面積小。它可以廣泛應(yīng)用于可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、城市電網(wǎng)供電等領(lǐng)域。
柔性直流輸電憑借自身的技術(shù)特點，可以有效解決當前交流電網(wǎng)中存在諸多問題。而控制保護對柔性直流輸電工程的性能、安全和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用，是保證系統(tǒng)運行的關(guān)鍵，技術(shù)復雜性遠高于傳統(tǒng)的直流輸電系統(tǒng)控制保護。
那么，柔性直流輸電系統(tǒng)控制保護與傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)控制保護有怎樣的不同，南瑞繼保電氣有限公司的田杰博士為記者作出了解答：“傳統(tǒng)的直流輸電換流閥采用晶閘管器件直接串聯(lián)，要求控制系統(tǒng)實現(xiàn)晶閘管開通控制，由于晶閘管器件直接串聯(lián)，所有器件同時控制開通。而柔性直流輸電控制比傳統(tǒng)直流輸電復雜得多，以舟山工程為例，一個換流站有1260個功率模塊，這些模塊都需要逐一地控制，以實現(xiàn)整個換流站的功率轉(zhuǎn)換。需要滿足協(xié)調(diào)控制、電壓均衡控制，環(huán)流抑制等特殊要求。”目前，我國柔性直流輸電控制保護系統(tǒng)投入實際應(yīng)用的有上海南匯、南澳工程和舟山示范工程。而此次投運的舟山多端直流輸電示范工程實現(xiàn)了五端應(yīng)用，較兩端控制保護難度大大提升。
與此前上海南匯的兩端柔性直流輸電相比，舟山五端柔性直流輸電在國際上尚屬首例。舟山工程包括五個換流站的控制保護，需要實現(xiàn)多端協(xié)調(diào)控制和保護功能，實現(xiàn)多電源供電和多落點受電，較為復雜。
此外，舟山電網(wǎng)是復雜的交直流混聯(lián)電網(wǎng)，島上的交流電網(wǎng)相對較弱，更要考慮穩(wěn)定性。島上風電接入、沖擊負荷對原來的電網(wǎng)有較大沖擊。因此控制保護要充分考慮新能源的接入、弱電網(wǎng)、交直流混合運行等要求。
未來十年迎來快速發(fā)展
業(yè)內(nèi)人士表示，柔性直流輸電是高壓直流輸電領(lǐng)域的“新生代”，能夠友好適應(yīng)風電功率的劇烈波動，提供穩(wěn)定可靠的電力供應(yīng)，實現(xiàn)清潔能源的全額消納。之前，柔性直流的關(guān)鍵技術(shù)僅被少數(shù)發(fā)達國家掌握，在控制保護方面，能夠借鑒的經(jīng)驗很少。
“國際上在柔性直流輸電控制保護生產(chǎn)廠家主要有ABB、西門子、阿爾斯通等企業(yè)。
雖然這些企業(yè)對該技術(shù)的研究早于國內(nèi)企業(yè)，但是對于這項技術(shù)，目前國內(nèi)企業(yè)與國外企業(yè)基本處于同一起跑線?！碧锝鼙硎?。
此前，ABB公司最早將柔性直流輸電技術(shù)應(yīng)用到商業(yè)工程。2010年底，西門子的首個柔性直流輸電工程在美國投運。
2011年5月，上海南匯柔性直流示范工程掛網(wǎng)運行?？梢钥闯?，從時間上，我國與國外公司幾乎齊頭并進。但是在多端柔性直流輸電工程以及控制保護方面，我國走在了世界前列。
目前，我國已經(jīng)有南瑞繼保等少數(shù)企業(yè)具備柔性直流控制保護的生產(chǎn)能力。南瑞繼保為舟山工程提供了全套的五端控制保護設(shè)備和定海、岱山、衢山三站的換流閥以及電子式互感器。
因為沒有可借鑒的經(jīng)驗，國內(nèi)企業(yè)也是摸著石頭過河。田杰透露：“多端柔性直流控制保護從控制保護平臺和硬件設(shè)計方面必須滿足應(yīng)用要求。要在控制保護策略方面進行反復研究，并建立仿真平臺對控制保護系統(tǒng)進行驗證。舟山工程，我們開發(fā)了仿真系統(tǒng)，進行了仿真驗證，對控制保護進行了500多項試驗。”對于未來柔性直流輸電控制保護系統(tǒng)的發(fā)展前景，田杰表示，常規(guī)的直流輸電是上世紀50年代就提出了，但是真正的大規(guī)模應(yīng)用是等到晶閘管技術(shù)成熟之后，取得了快速的發(fā)展。柔性直流輸電作為新的技術(shù)，比傳統(tǒng)直流輸電有很多優(yōu)勢，能夠?qū)崿F(xiàn)多電源供電、多落點受電，提供一種更為靈活、可靠的輸電方式，在風電等新能源并網(wǎng)、向遠距離負荷供電、構(gòu)筑城市直流配電網(wǎng)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。柔性直流控制保護技術(shù)的突破，將促進柔性直流輸電在今后十年快速發(fā)展。就如同傳統(tǒng)直流輸電，在技術(shù)突破后會有快速發(fā)展。
