柔性直流输电系统结构是怎么样的

世界首个柔性直流电网——张北柔性直流工程2月28日开工建设。该工程连接河北北部与北京，总投资125亿元。工程建成后，将有效促进河北新能源外送消纳，为京津冀地区提供稳定可靠的清洁电力。

据介绍，该工程额定电压±500千伏，总换流容量900万千瓦，也是世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流项目。工程将建设666千米直流输电线路，新建张北、康保、丰宁和北京4座换流站，确保2020年上半年全部建成投运。

所谓柔性，主要指运行控制灵活、智能化程度高。相对于传统技术，柔性直流输电更能提升电力系统稳定性，支撑“弱送端”条件下新能源的接入与规模送出，提高配电网可靠性和灵活性。就像个太极高手，具有“以柔克刚”的本领，是当今电网科技领域的前沿技术。

作为国家可再生能源综合示范区，河北张家口风能、太阳能十分丰富，装机超过1000万千瓦，规划2020年超2000万千瓦，但本地消纳能力明显不足。

“张北柔性直流工程的建设，将实现张北新能源基地、丰宁储能电源与北京负荷中心相连。届时北京市外受电比例将达到70%，冬奥场馆实现100%清洁能源供电，有力服务低碳奥运专区建设。”国家电网公司董事长舒印彪说。

舒印彪表示，张北柔性直流工程核心技术和关键设备均为国际首创，将实现12项世界第一。工程将推动我国柔性直流输电技术在更高电压等级、更大输送容量上创新发展。其形成一整套的中国解决方案，为提高我国电工装备制造业自主创新能力和国际竞争力、保持和扩大我国在全球电力领域的领先优势将发挥重要作用。

柔直模块：包括多个脉冲板、多个收发光纤和多个功率单元，每个脉冲板中均含有多个脉冲板光口，多个功率单元分成若干功率单元组，每个功率单元组中至少包括两个功率单元，至少有一个功率单元通过收发光纤经由脉冲板光口与脉冲板相连接，功率单元组中的功率单元之间还进行光纤互联。增加了功率单元之间的通讯连接，使单元间可通过光纤进行信息交互。在此基础上使功率单元间的通讯网络互联可分为若干种，能够满足高压大容量的柔直模块化多电平换流阀系统的具有高可靠性要求并且换流阀包含功率单元级数较多的场合要求，节省通讯设备，减少故障率。

随着可再生能源的继续发展，以及现有电网技术升级等方面的需求，柔性直流输电未来的发展将会继续集中在风电场的组网和集中送出、区域电网的互联、城市中心负荷的电力输送等方面。这些应用场合在很多情况下需要实现多电源输入和多落点的供电，这就需要采用多端直流甚至直流电网技术。多端直流输电(multi-terminal HVDC)是直流电网发展的初级阶段，是由3个以上换流站通过串联、并联或混联方式连接起来的输电系统，能够实现多电源供电和多落点受电。由于 VSC-HVDC 技术具有潮流翻转时不改变电压极性的特点，因此更适合于构成多端直流系统。随着可关断器件、直流电缆制造水平的不断提高，VSC-HVDC 将在高压大容量电能输送方面成为多端直流输电及直流电网中最主要的输电方式。直流电网需要攻克的技术主要包括高压直流断路器、大容量 DC/DC 变压器和高压直流电缆等。

ABB 和西门子等联合欧洲的相关科研单位共同提出建设网络化的直流输电，即欧洲超级电网(Super Grid)的宏大构想。通过对广域内可再生能源发电直流联网，可以充分利用可再生能源发电的互补性，实现可再生能源发电的大规模集中接入，提高可再生能源发电利用率。

多端直流输电是直流电网发展的一个阶段，能够实现多电源供电和多落点受电。将直流传输线在直流侧互相连接起来，即可组成真正的直流电网。其具有换流站数量大大减少、换流站可以单独传输功率、可灵活切换传输状态和高可靠性的优势。

“四个革命、一个合作”能源安全新战略蕴含强大的实践伟力，国家电网近年来取得的成绩得益于这一战略的科学指引

“四个革命、一个合作”能源安全新战略提出后，结合企业实际，全面贯彻落实，取得了显著成效。

积极推进能源供给革命，电网优化配置资源能力持续增强。围绕促进煤炭清洁高效利用和新能源发展，持续加大投入，统筹推进特高压、超高压骨干网架和城乡配电网建设，实施“西电东送、北电南供”，提高了电网并网消纳能力和供电保障水平。截至2018年底，公司110千伏及以上变电容量、输电线路长度达到46亿千伏安和103万公里，分别比2014年增长了36%和23%，跨区跨省输送能力达到2.1亿千瓦。公司经营区域并网装机容量14.7亿千瓦，其中清洁能源装机5.7亿千瓦，分别比2014年增长40%和79%。城市和农村供电可靠性明显提高，为经济社会发展和民生改善提供了有力保障。

积极推进能源消费革命，电能替代其它化石能源取得明显成效。适应能源消费清洁化、电气化发展趋势，在终端能源消费环节大力实施电能替代。积极服务电动汽车发展，建成覆盖4.9万公里高速公路和171个城市的快充网络，构建了全球最大的智慧车联网平台，累计接入充电桩30多万个。在机场廊桥、港口码头实施以电代油。以北方地区清洁取暖为重点推进以电代煤，累计完成420万户居民、近3万余家企事业单位“煤改电”任务，推广电取暖面积近9亿平方米。2018年我国电能占终端能源消费的比重达到24%，比2014年提高了2个百分点。

积极推进能源体制革命，电力市场化改革部署有效落地落实。按照中发〔2015〕9号文件精神，坚持市场化改革方向，配合做好输配电价改革、增量配电放开、交易机构独立规范运作、现货市场建设等改革任务。2018年市场化交易电量比2014年翻了一番多，占比达到38.2%。2016年以来，通过电力直接交易和降价降费等措施，每年减少用户用能成本超过2200亿元。同时，主动变革传统办电模式，压减环节、缩短时间、降低造价，推动我国在世界银行“获得电力”的排名从第98位跃升至14位。

积极推进能源技术革命，自主创新能力不断提升。实施创新驱动发展战略，五年来累计投入研发资金372亿元，在特高压、智能电网、新能源并网、大电网运行控制等领域取得一批世界领先水平的创新成果，建成张北风光储输、厦门柔性直流输电等一批示范工程。累计获得国家科技进步奖79项（其中特等奖2项），拥有专利超过8万项，编制国际标准66项，较2014年分别增长84%、192%、128%。统筹推进技术、业态和模式创新，在能源电商、智慧车联网、节能环保等领域培育了一批战略性新兴产业，增强了持续发展动能。