北極星智能電網(wǎng)在線訊:12月23日，世界首個電力高壓大容量低頻換頻站——220千伏亭山換頻站，在杭州市富陽區(qū)富春灣新城正式通電投運。
作為杭州220千伏柔性低頻輸電工程的重要組成部分，該換頻站首次實現(xiàn)交流220千伏電壓等級電氣量的頻率可控轉(zhuǎn)換，為明年柔性低頻輸電項目整體投運奠定基礎(chǔ)。
(資料圖片僅供參考)
新挑戰(zhàn)——新型電力系統(tǒng)復(fù)雜性前所未有，“問計”柔性低頻輸電技術(shù)
在攻堅亭山換頻站建設(shè)的現(xiàn)場人員眼中，這不僅是杭州220千伏柔性低頻輸電工程的一部分，更是系統(tǒng)呈現(xiàn)浙江建設(shè)新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)成果的窗口之一。目前，浙江面臨著海上中遠(yuǎn)距離輸電、大規(guī)模清潔能源消納等挑戰(zhàn)。“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(yīng)用中驗證其科學(xué)性和有效性。”據(jù)國網(wǎng)浙江省電力有限公司電力科學(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(chǔ)的高效交流輸電技術(shù)，可以將傳統(tǒng)電網(wǎng)中50赫茲的輸送頻率降低到20赫茲，有效提升輸電線路的輸送容量、輸送距離及輸送效率。國網(wǎng)浙江省電力有限公司瞄準(zhǔn)柔性低頻輸電技術(shù)在大都市高密度負(fù)荷區(qū)域的應(yīng)用前景，率先以杭州為試點，在全國范圍內(nèi)首創(chuàng)將高壓柔性低頻輸電技術(shù)應(yīng)用到城市電網(wǎng)。
新方案——集成14項國際領(lǐng)先首臺首套創(chuàng)新成果，搶占世界電力科技高地
“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(tǒng)……”12月23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(shù)家珍。據(jù)許挺介紹，杭州作為大受端城市，呈現(xiàn)以“兩交兩直”為主要電源，東、西、北三個環(huán)網(wǎng)的電網(wǎng)布局，以本工程涉及的500千伏富陽變電站和500千伏昇光變電站為例，500千伏富陽變電站現(xiàn)有主變壓器容量225萬千伏安，主供富陽、杭州市區(qū)南部和桐廬東部等區(qū)域。500千伏昇光變電站現(xiàn)有主變壓器容量360萬千伏安，主供濱江、蕭山西南部和富陽南部等區(qū)域。近年來，富陽站負(fù)載率居高不下，最高負(fù)荷達188萬千瓦，在用電尖峰時期“出力值”已超過限額。而昇光站供電區(qū)域負(fù)荷增長較為平穩(wěn)，最高負(fù)荷165萬千瓦，仍有不少出力“余額”。
柔性低頻輸電為這一問題帶來了一套解決方案。通過建設(shè)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)，實現(xiàn)富陽和蕭山南部兩大電網(wǎng)的柔性潮流互濟、異步互聯(lián)。如果將500千伏富陽站和500千伏昇光站比作兩個大型“充電寶”的話，柔性低頻輸電相當(dāng)于在兩者間建起了靈活的連接線，讓電量富余的“充電寶”隨時支援電量告緊的“充電寶”，彰顯了新型電力系統(tǒng)的靈活性和彈性。
據(jù)測算，±800千伏金塘直流投產(chǎn)后，杭州220千伏柔性低頻輸電工程可在避免形成電磁環(huán)網(wǎng)的前提下，消除“富陽—昇光”過江斷面瓶頸，提升全省受電能力60萬千瓦，尤其是500千伏建德變電站投產(chǎn)后將提升全省受電能力100萬至120萬千瓦。
新前景——多種應(yīng)用場景，駛向前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用“藍(lán)海”
作為世界首個500千伏供區(qū)異步互聯(lián)工程，杭州220千伏柔性低頻輸電工程是當(dāng)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，為柔性低頻輸電設(shè)備與系統(tǒng)提供全面技術(shù)驗證。
亭山換頻站的順利投運，讓這些前沿技術(shù)朝著更多場景轉(zhuǎn)化應(yīng)用更進了一步。
首先是應(yīng)用于中遠(yuǎn)距離海上風(fēng)電高效送出。“目前國內(nèi)、國際上的近海風(fēng)電場一般采用工頻交流技術(shù)，而遠(yuǎn)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70～200千米范圍內(nèi)使用柔性低頻輸電，有效降低海上風(fēng)電輸送的成本。”國網(wǎng)杭州市富陽區(qū)供電公司低頻運維班副班長黃晗江介紹。
其次是讓電網(wǎng)更加友好，能兼容陸上多種新能源匯集與送出。柔性低頻輸電的“柔性”意味著實現(xiàn)了對電網(wǎng)參數(shù)的靈活控制，提高了電力系統(tǒng)的靈活性和穩(wěn)定性。在杭州，本地光伏發(fā)電容量已近200萬千瓦，成了本地最大電源。柔性低頻輸電的動態(tài)可調(diào)無功補償作用，為分布式光伏的電壓穩(wěn)定運行提供有效支撐。
柔性低頻輸電技術(shù)還有一個潛在應(yīng)用場景——電纜化城網(wǎng)供電。如今，不少城市核心地區(qū)供電負(fù)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(shè)110千伏變電站已非常困難。柔性低頻輸電技術(shù)利用現(xiàn)有的資源，使挖掘電網(wǎng)更大輸電能力成為可能。
此外，直流落點地區(qū)潮流疏散、多島嶼互聯(lián)、偏遠(yuǎn)地區(qū)長距離輸電……這樣的可推廣應(yīng)用場景還有許多，柔性低頻輸電技術(shù)正駛向前沿技術(shù)轉(zhuǎn)化應(yīng)用“藍(lán)海”。（富岑瀅 汪曉池 謝浩鎧）
原標(biāo)題:浙江杭州：大容量柔性低頻技術(shù)讓電網(wǎng)更有彈性靈活性
關(guān)鍵詞： 電力系統(tǒng) 直流輸電 浙江杭州 海上風(fēng)電
