2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。
本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。
其中，10月19日海上風電發展論壇隆重召開。特變電工新疆新能源股份有限公司副總工程師盛俊毅出席會議并演講。
以下為發言全文：
盛俊毅：
各位嘉賓，大家下午好！非常榮幸今天下午跟大家分享大規模新能源接入的柔性直流輸電系統解決方案探索。我在講PPT之前，先講一個小故事，其實最早大家知道法拉第跟愛迪生交直流之爭，最后法拉第獲勝了。日常生活中，咱們從家用電器，從電視機、電腦里面都是直流供電，我們把交流電轉換成直流，新能源里面，光伏本身就是一個直流，我們需要把它轉成交流，通過升壓并到電網這種方式。像風電也是，日常生活中看到的東西還是直流居多，為什么直流沒有發展起來？首先與電力設備和部件的設置有關。隨著目前新能源發展，直流很多技術包括部件技術，傳輸技術、轉換技術都得到了質的突破，所以未來大規模新能源送電里面，可以把新能源送到用量更大，距離更遠。對于海上只有兩根線，成本也更低，轉換樁更加靈活。
今天的分享分為三個部分，第一個部分是直流輸電方案的必要性，第二個做了幾個比較典型的新能源場景，給大家做一個簡單的介紹，也算拋磚引玉，后續可以討論。第三個把公司從2013年到現在為止，我們做的柔性直流輸電研究成果做一個匯報。
作為世界上最大的能源生產國和消費國，中國的資源和能源集中在西部和北部，而電力消費卻集中在東南沿海，特殊的資源稟賦讓中國必須建立長距離、跨區域調度的超級能源通道，特高壓電力輸送高速公路可以將巨量電能輸送至千里之外，這是衡量一個國家電力裝備水平的關鍵技術。
直流輸電目前有常規直流輸電和柔性直流輸電。相比于常規直流輸電，柔性直流輸電可以實現弱電網的并網，功率的四象限控制，低諧波排放，為電源系統供電和黑啟動的能力，高動態性能，占地面積小，無換相失敗問題。但是正是由于其造價高、技術含量高，柔性直流輸電還處于行業的制高點。
柔性直流輸電的應用場景多樣，可以實現多端直流供電，非同步互聯，大規模深遠海海上風電直流送出，為孤島、海上平臺供電等。對于交流輸電、常規直流輸電和柔性直流輸電，新能源的大規模接入并網采用柔性直流輸電技術是目前的優選技術方案。
二是大規模新能源接入的柔性直流輸電系統解決方案探索。
2021年是中國“十四五”規劃的開局之年，黨中央、國務院站在“內促高質量發展、外樹負責任大國形象”的高度，對應對氣候變化作出了一系列重大決策部署，力爭2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和，是黨中央經過深思熟慮作出的重大戰略決策，事關中華民族永續發展和構建人類命運共同體。對于我們，大規模新能源接入的柔性直流輸電系統解決方案仍需深入探索。
實現新能源并網與送出的問題，提高電網穩定性、為部分用電負荷提供由柔性直流輸電系統傳送新能源、將現有的線路改造為柔性直流輸電技術。把新能源電力直接送至負荷中心，采用綠電來進行產業升級將成為未來發展的趨勢。
針對大規模新能源接入的柔性直流解決方案，我們從以下四種場景案例進行剖析。首先，針對±250kV/1GW的源網荷儲一體化場景，我們設計了源網荷儲一體化柔性直流輸電系統拓撲，把大基地的新能源電力直接送至負荷中心，采用綠電來進行產業升級將成為未來發展的趨勢。此方案可解決大規模新能源并網與送出的問題，提高電網穩定性。還可為部分用電負荷提供由柔性直流輸電系統傳送的新能源。
針對該方案，柔直系統方案可按如下參數，額定功率1GW，直流電壓±250kV，采用偽雙極系統，半橋模塊，功率器件采用4500V/3000A壓接式IGBT。實現西北以及北方地區新能源季節性的合理消納，提高電力傳輸能力，加強新能源局部電網與華中、華南的互聯，提高電網運行可控性，降低電網安全穩定運行風險，采用柔直并聯技術方案實現背靠背互聯，可以將新能源較多的地區與大電網進行隔離，維護區域電網穩定性。
針對±420kV/1.125GW的新能源局部電網與大電網背靠背互聯場景，我們設計了雙通道的拓撲結構，采用柔直并聯技術方案實現背靠背互聯，可以將新能源較多的地區與大電網進行隔離，維護區域電網穩定性。此方案可實現西北以及北方地區新能源季節性的合理消納，提高電力傳輸能力。加強新能源局部電網與華中、華南的互聯，提高電網運行可控性，降低電網安全穩定運行風險。
針對該方案，柔直系統方案可按如下參數，額定功率1.125GW，直流電壓±420kV，采用偽雙極系統，半橋模塊拓撲，功率器件采用3300V/1500A焊接式IGBT。
針對±500kV/3GW的新能源局部電網大容量電力外送場景，我們設計了LCC-MMC混聯的分層直流接入外送拓撲結構，采用分層直流接入技術可以有效的將分散的新能源電能進行有效的整和，即可以滿足電力外送，又可以實現局部電網隔離。此方案可實現新能源局部電網大容量電力外送。另外還可以將現有的線路改造為柔性直流輸電技術。
針對該方案，柔直系統方案可按如下參數，額定功率3GW，直流電壓±500kV，采用對稱雙極系統，半橋模塊拓撲，功率器件采用4500V/2000A壓接式IGBT。
新能源局部電網大容量電力外送方案：針對±500kV/1.5GW的新能源局部電網大容量電力外送場景，我們也設計了LCC-MMC混聯的分層直流接入外送拓撲結構，在新能源密集型的地區，尤其在西部和西北部，在區域內建設柔直電網，可以滿足跨區域電力傳送的穩定，又可以保證本區域系統的穩定。此方案實現新能源并網的穩定性，提高電力傳輸能力。另外還可以發揮輸電經濟性，采用特高壓柔性直流送出方案。
針對該方案，柔直系統方案可按如下參數，額定功率1.5GW，直流電壓±500kV，采用對稱雙極系統，半橋模塊拓撲，功率器件采用4500V/2000A壓接式IGBT。
三是特變電工柔直流閥技術。
特變電工不僅可以提供柔性直流輸電成套解決方案，還可以提供柔性直流換流閥、換流變、電抗器、交直流高壓穿墻套管、電纜、互感器、高壓開關等關鍵設備。下面主要為各位領導介紹一下特變電工的柔性直流換流閥產品和技術。
2015年，特變電工研發的±320kV/1000MW功率模塊通過實驗。2016年，特變電工在世界上首次提出了“架空柔性直流輸電系統直流故障無閉鎖穿越控制”的技術。2017年，特變電工成功研制了世界上首個特高壓柔性直流輸電換流閥。2018年，特變電工中標南方電網烏東德項目。2020年，烏東德項目順利投產。
左圖是換流閥閥廳實物照片，右圖是換流閥閥塔實物照片。換流閥作為柔性直流輸電系統的核心電氣設備，其制造、測試、運輸、工程現場裝配、調試和運行過程必須遵守嚴格的操作規程，才能保證整個柔性直流輸電系統的穩定、可靠的運行。2016年，特變電工在世界上首次提出了“架空柔性直流輸電系統直流故障無閉鎖穿越控制”的技術。2017年，特變電工成功研制了世界上首個特高壓柔性直流輸電換流閥。2018年，特變電工中標南方電網烏東德項目。
國家層面多次重點報道了本項目中特變電工柔性直流產品研制、試驗等實力！截止目前，柔輸產業已授權換流閥及閥控系統相關專利及軟件著作115個，其中發明專利52個，實用新型專利49個，軟件著作6個，外觀專利8個。通過多年的研發和沉淀，特變電工柔直產業的知識產權已是碩果累累，專利和軟件著作權已累計100多項。
緊湊型輕量化功率模塊、閥段、閥塔，特變電工提供電壓等級±10kV～±800kV，容量等級10MW～8000MW的柔性直流輸電、區域電網互聯的成套方案及設備。特變電工可以為國家電網公司、南方電網公司、地方電力公司等單位提供電壓等級在±10kV～±800kV，容量等級在10MW～8000MW的柔性直流輸電、區域電網互聯的成套方案及設備。
我們的±800kV/3000MW柔性直流輸電閥控系統由9面屏柜組成，包含雙重化冗余的2面主控制屏、6面脈沖分配屏、1面輔助功能屏。
柔直研發實驗樣機平臺- ±10kV/5MW無閉鎖架空柔直實驗平臺。特變電工建設了±10kV/5MW架空柔直樣機，可進行直流故障穿越、降壓運行、啟動等各類試驗。在西安產業園，特變電工建設了±10kV/5MW架空柔直樣機，可進行直流故障穿越、降壓運行、啟動等各類試驗。另外，在西安產業園，特變電工還建設了LCC+4端VSC五端柔直研發實驗樣機平臺。
感謝各位的聆聽，感謝長期以來對特變電工的大力支持和幫助，特變電工的發展和進步離不開黨、國家、自治區、電力行業、能源行業、制造業，以及社會各界的鼎力扶持，希望您能為我們的發展提出寶貴意見！
我今天的分享就到這里，謝謝大家！
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