大容量低頻換頻站投運，電力實現“互通有無”

有用提高運送容量、間隔和功率
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跟著碳達峰、碳中和進程加速，新式電力體系構建深入推進，電力輸電場景越來越多元化、復雜化，電力體系安全安穩(wěn)運轉還面對不少新挑戰(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荷區(qū)域，還存在著供電能力吃緊等現狀。

“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證其科學性和有用性。”國網浙江省電力有限公司(以下簡稱國網浙江電力)電力科學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的高效溝通輸電技能，可以將傳統(tǒng)電網中50赫茲的運送頻率降低到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送容量、運送間隔以及運送功率。

柔性低頻輸電技能的面世，開始是為了解決海優(yōu)勢電遠間隔運送的難題。國網浙江電力看準了該技能在大都市高密度負荷區(qū)域的使用遠景，率先以杭州為試點將高壓柔性低頻輸電技能使用到城市電網。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、運送容量最大的柔性低頻輸電工程。

完成兩大電網的柔性潮流互濟

“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，國網杭州供電公司技能人員許挺對工程14項全球首臺首套效果如數家珍。

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。更重要的是，它們發(fā)揮出了解決問題的實效。

一直以來，杭州作為大受端城市與全國一切城市電網相同，受短路電流約束，500千伏和220千伏的供區(qū)分別獨立運轉，供區(qū)間互濟能力沒有被充分利用，有時便會呈現“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成低頻互聯(lián)，完成富陽和蕭山南部兩大電網的柔性潮流互濟、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險。

此次啟動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項國際領先首臺首套創(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化的使用，完成了國際首套高壓大容量M3C換頻閥的投運。

技能效果可使用于多種場景

作為國際首個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備與體系供給全面技能驗證，也為這些前沿技能朝著更多場景轉化使用更進了一步。

首要該技能可使用于中遠間隔海優(yōu)勢電高效送出。“目前國內、國際上的近海風電場一般選用工頻溝通技能，而遠海風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)電工程而言不夠經濟。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公里范圍內使用柔性低頻輸電，能有用降低海優(yōu)勢電運送的本錢。”國網杭州市富陽區(qū)供電公司低頻運維班副班長黃晗江介紹。

其次該技能還可讓電網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參數的靈敏控制，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，柔性低頻輸電的動態(tài)可調無功補償作用，為分布式光伏的電壓安穩(wěn)運轉供給有用支撐。

與此同時，柔性低頻還有一個斗膽的潛在場景——電纜化城網供電?，F在，不少城市核心區(qū)域供電負荷密度峰高，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有的資源，挖掘電網更大輸電能力成為可能。