世界首个柔性直流电网开建了吗？
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。
应该是“张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程”。
“绿色办奥”是北京冬奥会的重要理念之一，全部场馆100%使用清洁能源供电更将会是奥运史上的创举。
为保障北京冬奥会绿电供应，我国在多个环节进行了技术创新。凭借多年实践和探索，北京冬奥会三大赛区26个场馆全部实现绿色供电，这些绿电主要由河北张家口的光伏发电和风力发电提供，不仅在奥运史上尚属首次，也实现了人类能源史上一次重要突破。
为此，我国创新研发建设了张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程，将张北地区原本分散四处的风电场、光伏电站连成了一个有机整体。该工程采用我国原创的柔性直流电网新技术，创造了12项世界第一，具有可控能力强、功率调节速度快、运行方式灵活等特点，能够有效抑制交流电压波动，减少功率波动对受端电网影响，成为破解新能源大规模并网消纳难题的“金钥匙”。
在我国申请冬奥举办权之初，就把实现绿色奥运作为我国申办奥运的理念。作为中国承诺“力争到2030年达到碳峰值，到2060年实现碳中和”后举办的国际体育赛事，我国要做出表率作用，北京2022年冬奥会的具体低碳目标是什么？
北京冬奥会组委会与北京市政府、河北省政府联合发布了《冬奥会和冬季残奥会低碳管理工作计划》，贯彻落实碳中和政策，采取碳减排手段，实现冬奥会的低碳目标，有多个方面
采用低碳能源，建设低碳能源项目，起到示范作用，建立跨区域清洁能源电力机制，全面实现100%可再生能源，满足场馆常规用电需求；建设总建筑面积不低于3000平方米的超低能耗等低碳示范项目，所有新建永久性场馆均符合绿色建筑标准；冬奥会比赛期间，比赛区域内的交通服务基本上由清洁能源车辆（不包括专用车辆）提供保障；低碳要标准，推进林业碳汇项目，建立北京冬奥会低碳管理会计准则，打造冬奥会遗产。
自北京2022年冬奥会筹备以来，北京奥组委与北京市和河北省政府密切合作，组建了一支联合部队。各项措施稳步推进并取得阶段性成果，包括所有场馆使用可再生能源，场馆建设完全符合绿色建筑标准，奥运会期间所有场馆100%使用绿色能源节能和清洁能源汽车的比例是历届冬奥会最高的，绿化工程为子孙后代留下了冬奥会遗产，冬奥会碳普惠制正式启动。
北京2022年冬奥会即将到来，“绿色奥运”正在向我们走来。北京冬奥会建成了世界上第一个500千伏张北柔性直流电网，将成为奥运史上第一个100%使用绿色清洁电能的奥运会；我国首都已成为第一个大规模使用最环保的二氧化碳制冰技术的冬奥会主办城市，从低碳能源到低碳场馆，再到低碳交通，绿色奥运的理念在北京冬奥会的筹备过程中无处不在。这种低碳不仅是大型活动的好榜样，也是未来发展和可持续发展的好榜样。
柔性直流输电是一种基于电压源变换器、自开关器件和脉宽调制（PWM）的新型传输技术。该技术具有向无源网络供电、无换相故障、换相站间无通信、易于构建多终端直流系统等优点。
柔性直流输电系统两端换流站由换流站和换流变压器设备、换流电抗设备等组成。变结构控制是变结构控制的核心部分，由电流桥和直流电容组成。柔性直流输电在孤岛供电、城市配电网的增容改造等方面具有较强的技术优势。
扩展资料
与基于电流源换流器的基于相控换流技术的高压直流输电不同，柔性高压直流输电中的换流器是电压源换流器（VSC）。它最大的特点是使用了关断装置（通常是IGBT）和高频调制技术。
通过调节换流器出口电压的大小和换流器出口电压与系统电压的功角差，可以独立控制有功功率和无功功率。这样，通过控制两端的换流站，可以实现两个交流电网之间的有功输电。
参考资料来源：百度百科-柔性直流输电技术
柔性直流输电（ VSC−HVDC）系统的主要器件包括电压源换流器（VSC）、换流变压器、换相电抗器、直流电容器和交流滤波器等。双端柔性直流输电系统的主要组成部分是两侧的换流站，其结构相同，根据系统需求可方便地进行整流 /逆变运行状态转换。两侧换流站协调控制运行实现两端交流系统间有功功率的交换。换流站通常采用基于绝缘栅双极型晶体管（ IGBT）的三相两电平 VSC。两侧的 VSC交流侧分别并联于不同的交流系统中，直流侧通过直流输电线或电缆连接。直流侧电容器为 VSC提供直流电压支撑，缓冲桥臂关断时的冲击电流，减小直流侧谐波。换相电抗器是 VSC与交流系统进行能量交换的纽带，同时也起滤波作用。交流滤波器的作用是滤去交流侧谐波。换流变压器抽头可调，为 VSC提供合适的工作电压，保证 VSC输出昀大的有功功率和无功功率。
采用两电平、三电平换流器的柔性直流输电系统一般采用在直流侧中性点的接地方式, 而模块化多电平柔性直流输电系统则一般采用交流侧接地方式。无论是采用直流侧中性点接地的两电平、三电平换流器还是采用交流侧接地的模块化多电平换流器的柔性直流输电系统均为单极对称系统。正常运行时接地不会有工作电流流过, 不需要设置专门的接地极, 而当直流线路或换流器发生故障后, 整个系统将不能继续运行。此外, 通过大地或金属回线还可构成单极不对称结构, 类似于传统高压直流输电系统的一极。在相同系统参数下, 相比于单极对称系统, 单极不对称系统换流阀所耐受的电压水平是单极对称系统的2倍, 且直流侧的不对称还将造成换流器交流侧电压水平的提升。为了提升柔性直流输电系统的功率容量和电压等级, 满足特高压、远距离大功率输送的要求, 单极换流站内换流器还可以由若干容量较小换流器单元串并联组合构成。如图1所示, 两个单极不对称系统串联还可以构成与传统高压直流输电类似的双极对称系统。
2、土地资源方面。张北县域面积广阔、地势平坦，共4185平方公里，位居全市土地面积第二大县，土地类型丰富，适宜常规电站、复合型电站等多种能源开发项目建设。
3、电网条件方面。相继投运张北-雄安1000千伏特高压输变电工程、±500千伏张北柔性直流电网试验示范工程，电网结构和电力外送能力得到显著增强。技术上创造12项世界第一的张北柔性直流电网工程，自从2020年投运后，已助力26个冬奥场馆实现了100%清洁能源供应。
4、科技支撑方面。国家风光储输示范工程是世界上规模最大，集风电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源项目，荣获第四届中国工业大奖；国家能源大型风电并网研发（实验）中心张北风电试验基地已成为我国大规模新能源接入后电力系统安全稳定运行的技术试验平台，成为展示我国新能源技术最新成果的窗口。
5、就地消纳能力方面。张北气候冷凉，符合国际先进数据中心自然冷却方式的理想条件，PUE值（数据中心总设备能耗/IT设备能耗）小于1.2，是目前全国最低（PUE全国平均数值2），服务器上架数量已达38万台（用电需求将近15.2亿度），预计到2025年服务器上架数量可突破200万台（用电需求超过80亿度）。
柔性直流输电技术是采用IGBT等全控器件，并以换流阀调制技术为基础的一种高压直流输电技术。VSC可以达到控制换流站输出电压幅值和相位的效果，进而可以控制换流站与交流系统之间有功功率和无功功率的交换。从交流系统的角度来看，VSC可以等效成一个无转动惯量的电动机或发电机，几乎可以瞬时地在PQ平面四个象限内实现有功功率和无功功率的独立控制，这是VSC的基本特性之一。
目前VSC-HVDC已经在风电场的并网，电网互联，孤岛和弱电网供电，以及城市供电中发挥了重要的作用。柔性直流输电主要分为两电平柔性直流输电和模块化多电平柔性直流输电技术（MMC），且MMC由于其低损耗，易维护等特性，将逐渐成为柔性直流输电的主要输电形式。首先，相对高压交流输电，直流输电的优势大家都比较清晰了，主要就是直流输电在稳定性和经济性上存在着很大的优势，不再赘述。VSC-HVDC可以快速的实现潮流的反转，而不必改变电压的极性，所以更容易多换流站的连接，进而可以实现多端直流输电；VSC-HVDC可以向弱系统和无源系统供电，适合于新能源并网，不需要火电机组支撑； LCC需要连接有足够大短路容量的交流电网才能正常运行，因此，无法实现向弱系统和无源系统供电；VSC-HVDC没有换相失败的问题，降低了直流故障；VSC-HVDC的有功和无功可以独立控制，控制形式更加灵活多样，满足实际运行要求；VSC-HVDC更容易实现模块化，维修维护方便快捷。但是，柔性直流输电的缺点也很突出。
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。
