大容量低頻換頻站投運(yùn)，電力實(shí)現(xiàn)“互通有無”

有用提高運(yùn)送容量、間隔和功率
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跟著碳達(dá)峰、碳中和進(jìn)程加速，新式電力體系構(gòu)建深入推進(jìn)，電力輸電場景越來越多元化、復(fù)雜化，電力體系安全安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)還面對不少新挑戰(zhàn)。以浙江為例，浙江電力體系既面對著海上中遠(yuǎn)間隔輸電、大規(guī)模清潔能源消納等挑戰(zhàn)，在杭州等城市部分高密度負(fù)荷區(qū)域，還存在著供電能力吃緊等現(xiàn)狀。

“我們將柔性低頻輸電技能，作為霸占上述難題的要害核心技能創(chuàng)新，嘗試在落地使用中驗(yàn)證其科學(xué)性和有用性。”國網(wǎng)浙江省電力有限公司(以下簡稱國網(wǎng)浙江電力)電力科學(xué)研究院技能人員裘鵬介紹，柔性低頻是一種以電力電子技能為基礎(chǔ)的高效溝通輸電技能，可以將傳統(tǒng)電網(wǎng)中50赫茲的運(yùn)送頻率降低到20赫茲。這小小30赫茲的降幅，作用卻十分顯著——將有用提高輸電線路的運(yùn)送容量、運(yùn)送間隔以及運(yùn)送功率。

柔性低頻輸電技能的面世，開始是為了解決海優(yōu)勢電遠(yuǎn)間隔運(yùn)送的難題。國網(wǎng)浙江電力看準(zhǔn)了該技能在大都市高密度負(fù)荷區(qū)域的使用遠(yuǎn)景，率先以杭州為試點(diǎn)將高壓柔性低頻輸電技能使用到城市電網(wǎng)。杭州柔性低頻輸電示范工程也是目前國際上電壓等級最高、運(yùn)送容量最大的柔性低頻輸電工程。

完成兩大電網(wǎng)的柔性潮流互濟(jì)

“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體系……”近日，在220千伏亭山換頻站，國網(wǎng)杭州供電公司技能人員許挺對工程14項(xiàng)全球首臺首套效果如數(shù)家珍。

這些效果，搶占了全球柔性低頻輸電范疇核心裝備和要害技能制高點(diǎn)。更重要的是，它們發(fā)揮出了解決問題的實(shí)效。

一直以來，杭州作為大受端城市與全國一切城市電網(wǎng)相同，受短路電流約束，500千伏和220千伏的供區(qū)分別獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，供區(qū)間互濟(jì)能力沒有被充分利用，有時(shí)便會呈現(xiàn)“飽漢不知餓漢饑”的情況。柔性低頻輸電為這一問題帶來了一套解決方案。

許挺告訴記者，經(jīng)過建造杭州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構(gòu)成低頻互聯(lián)，完成富陽和蕭山南部兩大電網(wǎng)的柔性潮流互濟(jì)、異步互聯(lián)，有用減少浙北、紹興特高壓換流站的換相失敗風(fēng)險(xiǎn)。

此次啟動(dòng)帶電的亭山換頻站位于富陽區(qū)富春灣新城，總建筑面積7810平方米，是杭州220千伏柔性低頻輸電項(xiàng)目的重要組成部分。亭山換頻站在建造過程中使用了包含高壓大容量換頻器、低頻變壓器、低頻斷路器、低壓控保體系等14項(xiàng)國際領(lǐng)先首臺首套創(chuàng)新效果，霸占了低頻和工頻同步加壓難題，初次完成大功率換頻閥功率器材和電容國產(chǎn)化的使用，完成了國際首套高壓大容量M3C換頻閥的投運(yùn)。

技能效果可使用于多種場景

作為國際首個(gè)500千伏供區(qū)異步互聯(lián)，杭州220千伏柔性低頻輸電工程為柔性低頻輸電設(shè)備與體系供給全面技能驗(yàn)證，也為這些前沿技能朝著更多場景轉(zhuǎn)化使用更進(jìn)了一步。

首要該技能可使用于中遠(yuǎn)間隔海優(yōu)勢電高效送出。“目前國內(nèi)、國際上的近海風(fēng)電場一般選用工頻溝通技能，而遠(yuǎn)海風(fēng)電送出一般選用直流輸電，但直流輸電換流站投資較高，對中短間隔的海優(yōu)勢力發(fā)電工程而言不夠經(jīng)濟(jì)。柔性低頻輸電兼具工頻溝通輸電與直流輸電的優(yōu)勢，在70—200公里范圍內(nèi)使用柔性低頻輸電，能有用降低海優(yōu)勢電運(yùn)送的本錢。”國網(wǎng)杭州市富陽區(qū)供電公司低頻運(yùn)維班副班長黃晗江介紹。

其次該技能還可讓電網(wǎng)兼容陸上多種新能源匯集與送出。柔性低頻輸電的“柔性”意味著完成了對電網(wǎng)參數(shù)的靈敏控制，提高了電力體系的靈敏性和安穩(wěn)性。在杭州，本地的光伏發(fā)電容量已近200萬千瓦，成為了本地最大電源，柔性低頻輸電的動(dòng)態(tài)可調(diào)無功補(bǔ)償作用，為分布式光伏的電壓安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)供給有用支撐。

與此同時(shí)，柔性低頻還有一個(gè)斗膽的潛在場景——電纜化城網(wǎng)供電。現(xiàn)在，不少城市核心區(qū)域供電負(fù)荷密度峰高，但是供電走廊十分少，多選用10千伏溝通電纜，而要在城市中心新建造110千伏變電站已十分困難。柔性低頻輸電技能使利用現(xiàn)有的資源，挖掘電網(wǎng)更大輸電能力成為可能。