浙江在线杭州7月4日讯(通讯员 徐俊钐)上午10时，在圆满完成168小时试运行后，世界首个五端柔性直流输电工程——浙江舟山±200千伏五端柔性直流工程正式投运。该工程是国家电网公司具有完全自主知识产权的重大科技示范工程，也是世界上已投运的端数最多、电压等级最高、单端容量最大的多端柔性直流工程。其成功投运标志着我国站上了世界柔性直流输电领域的制高点，同时也为我国首个以海洋经济为主题的国家级新区——舟山群岛新区建设发展提供了坚强的智能化电能保障。
柔直因何结缘舟山
2011年6月30日，国务院正式批准设立浙江舟山群岛新区，成为我国首个以海洋经济为主题的国家级新区。2013年《浙江舟山群岛新区发展规划》获批，舟山群岛新区被定位为浙江海洋经济发展的先导区、长江三角洲地区经济发展的重要增长极和海洋综合开发试验区，新区的建立已然为舟山海洋经济发展注入了新的动力。数据显示，2011年至2013年，舟山海洋经济增加值占全市GDP比重持续上升，分别为68.6%、68.7%、69.1%。
经济的发展使得舟山电力负荷增长潜力巨大。2013年，舟山电网最高用电负荷达81.8万千瓦。据预测，2015年舟山电网最高用电负荷将达到130万千瓦，2020年达264.9万千瓦，2030年达477.5万千瓦，接近2013年的6倍。
然而，如何提高海岛供电可靠性，一直是个难题。舟山电网是典型的海岛型电网，受海岛地理条件限制，舟山电网整体网架还不够发达，岛屿间相互联系较弱。特别是网架较弱的舟山北部岱山、衢山、洋山、泗礁等主要岛屿，在规划中却恰恰承担了建成大宗商品加工和区域性国际港航服务平台等的重任。岛屿供电保障能力不足以满足舟山群岛新区快速发展的要求。另一方面，作为海洋综合开发试验区和示范区，舟山近年来大力发展分布式新能源，促进能源及经济转型，实现可持续发展。舟山群岛光伏发电、海上风电、潮汐能等新能源的开发潜力巨大。新能源具有间歇性、不稳定性的特点，受网架规模限制，舟山电网对风电等分布式新能源接入的适应性较差、容纳能力有限。传统技术也不能很好解决这一问题。
为更好地对接舟山群岛新区建设，为当地经济社会发展提供可靠供电保障，国家电网公司创造性地提出用柔性直流技术突破海岛供电瓶颈，将输电领域最前沿技术落点舟山。2012年12月14日，国网浙江省电力公司提交的舟山五端柔直工程项目获得浙江省发改委正式核准批复。2013年3月15日，工程全面进入施工阶段。
舟山柔直工程新建舟定、舟岱、舟衢、舟泗、舟洋5座换流站，总容量100万千瓦；新建±200千伏直流输电线路141.5千米，其中海底电缆129千米；新建交流线路31.8千米；配套建设一个海洋输电检验检测基地。工程在舟山北部建起了一个直流互联电网，实现了岛屿间电能的灵活转换与相互支援。
柔直优势体现何处
舟山柔直工程的建成投运，将极大提高舟山海岛电网供电可靠性，为风能等新能源开发与接入打下坚实的基础。而舟山群岛新区的跨越式发展，从此也有了坚强的电力保障。那么，柔直技术是如何发挥作用的呢？
柔性直流输电技术是一种基于全控型电力电子器件的新一代高压直流输电技术，在提高电力系统稳定性、增加系统动态无功储备、改善电能质量、解决非线性负荷和冲击性负荷对系统的影响等方面都具有较强的技术优势，具有环保性好、占地面积小等特点。它集结了直流输电输送距离远、线路损耗小、输电方式灵活、可隔离交流故障等多种优点，又避免了传统直流输电依赖交流系统，容易换相失败，功率倒向困难等缺点，是目前为止电力系统领域最灵活、最优质的输电方式，可以广泛应用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电、大型城市电网供电等领域。特别是在风力发电并网、海上平台供电和大型城市电网供电方面，柔性直流输电系统的综合优势更加明显。国际上普遍认为这是一种非常具有应用前景的输电和配电解决方案，对未来的输、配电技术产生重要影响。
以其应用于海岛供电为例。多端柔性直流能够实现多电源供电、多落点受电，可以在多个岛屿间形成大容量、远距离、多端点的直流输电网络，实现岛屿间的电能互通，使各岛屿之间电能可以快速相互调配。同时，常规直流输电技术下，受端换流站需要依赖站用交流电启动设备，才能“接收”到直流电并将其输送至电网，因此常规直流输电不能向没有电源点的电网送电。而柔性直流则无需依赖交流系统，可直接应用直流侧电能启动设备，向无电源电网送电。柔性直流的开关器件还可以有效隔离电网故障的扩散，从而增强电网稳定性和可控性。
另一方面，海岛通常拥有丰富的风能、太阳能、潮汐能等新能源。由于新能源发电具有间歇性和波动性，其接入电网容易对电网稳定带来冲击。因此，新能源发电入网需要电网具有较强的调节能力。柔性直流技术的超强灵活性，使其可以对风电等新能源电力进行全方位控制，对冲击负荷承受能力更大，新能源发电的间歇性特点不会扰乱电网。
目前，欧美发达国家已充分认识到柔性直流输电在可再生能源和智能电网建设中的重要作用，并将其成功应用于风电并网、电网互联、孤岛和弱电网供电、城市供电等多个领域。
国家电网公司也于2006年开展了柔性直流输电技术研究，对柔性直流输电技术的基础理论、换流阀技术、阀基控制技术、换流站控制保护技术、仿真测试技术、换流阀试验技术和系统成套设计技术等进行全方位科技攻关，形成了基础理论与前期技术，全面掌握了柔性直流输电关键技术，并在上海南汇建成投运亚洲首条柔直示范工程，成为全球第三家、国内首家具备柔性直流工程总成套能力的企业。
国网浙江省电力公司则在2010年承担了“柔性直流海岛联网关键技术与示范工程前期研究”的科技项目，并成功突破了适用于海岛供电的柔性直流输电系统接入、故障分区及保护、系统启动、过电压与绝缘配合等多个方面的多项关键技术，取得了一系列国内首创、具有完全自主知识产权的创新性成果。
而多端柔性直流输电是在两端柔性直流输电技术的基础上的一个重大的技术跃变，但其对设备制造、控制保护系统研制、建模与计算、交直流系统交互影响研究等方面提出了更高的要求。在舟山柔直工程之前世界上尚未有任何国家开展过五端柔性直流输电系统联网的试验。
因此，开展大容量多端柔性直流输电工程的建设，有利于进一步掌握柔性直流输电的核心技术、积累运行经验，为将来建设更高电压等级和更大传输容量的柔性直流输电网提供技术积累，进而提高我国电网的整体科技含量，推动我国直流输电成套设计、制造产业的发展。
舟山五端柔直示范工程正是国网公司、国网浙江电力在上述技术基础上，开展的关于多端柔直技术的探索与研究。希望以此为平台，为舟山群岛新区发展提供更为坚强的电能保障，并从高压大容量、多端化两个方向进一步发展柔直技术。
舟山柔直示范引领
舟山五端柔直工程装备和技术的自主化程度高，其中换流阀及阀冷系统、连接变压器、电控、海缆等核心设备100%国产化，其核心技术——控制保护技术拥有完全自主知识产权，大量真型试验填补了国内相关试验的多项空白。
国网浙江省电力公司积极开展多端柔性直流输电关键技术研究，形成了具有灵活接地方式的主回路拓扑、无站间通信下的电压协调控制策略、换流阀无源启动充电方式等研究成果，提出并创建了完善的交直流系统协调运行控制体系和解决方案。而这些成果被直接应用于舟山柔直工程实施阶段的成套设计及设备招标技术规范中。国网浙江电力提出的多种控制策略，通过制造厂在控制保护设备中得以实现，同时还开创性地将原本主要用于航空航天领域的RT-LAB仿真系统首次成功地引入到了电力系统中，实现了全世界最大规模的控制保护系统在RT-LAB仿真平台进行联调。
国网浙江省电力公司还联合南瑞继保、许继集团等厂商开展了换流阀的设计及试验系统的研制。在全控型器件研究基础上，进行多目标参数的换流阀优化设计，成功研制出了目前世界上最大运行容量最大的MMC换流阀及配套的阀塔、水冷系统。在控制系统的研发上，舟山工程在世界上首次实现了五端的协调控制，实现了不同设备厂商之间的协调与配合，实现了无源方式下的黑启动控制方式及联网转孤岛的控制方式。
作为业主单位，国网浙江省电力公司还积极发挥工程管理经验，会同总承包单位，攻克诸多建设难关。首先是海缆敷设方面。由于海岛特殊的地理、气候环境等，工程的建设者们遭遇了一个又一个难以想象的难题。舟山柔直工程的5座换流站，多为海域滩涂回填和山地，需进行大量挖、填方施工，地基处理难度大。据项目指挥部统计，5座换流站累计挖填土方160多万立方米、强夯面积达6万多平米，各类灌注桩达3000多根。
施工的另一个重大难题是海底直流电缆敷设。国网浙江省电力公司与厂家一起攻克了国产海缆耐压等关键技术瓶颈，首次将国产200千伏直流海缆成功应用了工程。由于舟山初春季节风大浪急，8条海底直流电缆加1条光缆，只能在2月下旬至4月下旬的5个敷设“窗口期”开展。为此，施工团队升级海缆施工作业装备，自主研发了改造电缆施工驳船。同时以船载GPS为基站，应用水下信息收发系统，准确获知水下埋设犁的位置，使海缆成功穿越了50米以上深水区，跨越了输油气管道等管线密集区域，确保了海缆精确敷设。
舟山五端柔直工程的成功投运，提高了我国电网的整体科技含量，提升了直流输电产业的国际竞争力，更标志着国网公司在柔性直流输电技术领域占领了世界电力科技制高点。同时，工程对建设海岛坚强电网具有重大意义，为柔直及海洋输电技术在我国的大规模推广起到很好的示范作用。
可以说，这是我国继高铁后又一项可以走向世界的先进技术。
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