【摘 要】隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,電力行業(yè)得到廣泛的發(fā)展,對(duì)電力的需求也日益增長(zhǎng),我國(guó)作為電力消耗的大國(guó),資源比較集中,需要解決電力輸送的問(wèn)題,相對(duì)于傳統(tǒng)的直流輸電以及交流輸電缺乏穩(wěn)定性和可靠性,柔性直流輸電能夠提高電力的安全性能,并具有更加廣闊的發(fā)展前景。本文簡(jiǎn)要分析了柔性直流輸電技術(shù)的優(yōu)勢(shì),并探討柔性直流輸電技術(shù)的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】柔性直流輸電 應(yīng)用 前景
柔性直流輸電技術(shù)是一種新型輸電技術(shù),并且是采用電壓源換流器、可關(guān)斷器件以及脈寬調(diào)制技術(shù)進(jìn)行直流輸電,其不僅能夠?qū)νㄟ^(guò)的電能進(jìn)行有效的控制,進(jìn)而避免電網(wǎng)故障進(jìn)一步擴(kuò)散,還可以依據(jù)電網(wǎng)的需求,靈活地發(fā)出或吸收一部分能量,進(jìn)而使得電網(wǎng)更加的穩(wěn)定。
一、柔性直流輸電技術(shù)的優(yōu)勢(shì)
(一)柔性直流輸電的新特點(diǎn)
柔性直流輸電能夠同時(shí)調(diào)節(jié)有功功率和無(wú)功功率,需要的濾波裝置少,響應(yīng)迅速,具有良好的快速恢復(fù)控制能力。換流器為無(wú)源逆變,因此可以為無(wú)緣系統(tǒng)供電,能夠?qū)崿F(xiàn)多端之間的潮流自由控制和遠(yuǎn)距離孤立系統(tǒng)供電。對(duì)輔助設(shè)備的要求低,可以進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)和安裝。運(yùn)行方式靈活,有利于工程實(shí)施建設(shè)的順利進(jìn)行。
(二)柔性直流輸電技術(shù)有一定的經(jīng)濟(jì)效益
柔性直流輸電不需要太多的輔助設(shè)備,對(duì)比傳統(tǒng)直流輸電系統(tǒng),其占地面積很小,作為一種新型的直流電纜輸電技術(shù),不僅輸送容量比較高,還可以回避線路走廊的問(wèn)題,解決了土地資源占用過(guò)多的缺陷,并且有著良好的經(jīng)濟(jì)效益。在現(xiàn)階段,雖然柔性直流輸電工程單位輸送成本較高,但是大功率電力電子器件的市場(chǎng)將會(huì)不斷擴(kuò)大和發(fā)展,進(jìn)而降低流器件的成本,這樣柔性直流輸電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性會(huì)逐步顯示出來(lái)。
二、柔性直流輸電技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的展望
(一)便于實(shí)現(xiàn)可再生能源等分布式電源并網(wǎng)
我國(guó)幅員遼闊,擁有非常豐富的可再生資源,而可再生資源是很典型的分布式電源。例如風(fēng)能資源豐富的地區(qū)是分布在東南沿海島嶼以及西北地區(qū),交通并不方便,處在電網(wǎng)的末端。在這些地方的電源屬于接入35kV及以下電壓等級(jí)的小型電源,其特點(diǎn)是單臺(tái)機(jī)組的容量小,受光、氣候等自然因素影響比較大,比較明顯的是具有很大的波動(dòng)性和間歇性,并能夠通過(guò)列陣布局形成一定容量然后接到電網(wǎng)中去。由于新興發(fā)電的發(fā)展,以及可再生能源技術(shù)的不斷提高,分布式發(fā)電顯得越來(lái)越重要,不僅能夠改善環(huán)境質(zhì)量,提高能源的利用率,也可以緩解電網(wǎng)負(fù)荷增長(zhǎng)所帶來(lái)的壓力。由于可再生資源采用的是分布發(fā)電的方式,因而其電壓支承能力較弱,不利于保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。柔性直流輸電具備2個(gè)控制的自由度,可以獨(dú)立調(diào)節(jié)功功率和無(wú)功功率,在風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng)引起電壓波動(dòng)時(shí)可以有效地緩解波動(dòng)的頻率,保證電壓的穩(wěn)定,進(jìn)而提高電能的質(zhì)量。
(二)便于向偏遠(yuǎn)孤立地區(qū)供電
我國(guó)一些偏遠(yuǎn)地區(qū),由于這些地區(qū)遠(yuǎn)離電網(wǎng),難以并網(wǎng),沒(méi)有充足的無(wú)功支撐,負(fù)荷輕而且每日的負(fù)荷波動(dòng)比較大,供電存在很大困難。若利用交流輸電,由于其輸電容量小,會(huì)導(dǎo)致很?chē)?yán)重的電壓跌落情況的發(fā)生,而利用柔性直流輸電,可以不用另加換相電壓,系統(tǒng)能夠工作在無(wú)源逆變方式,克服了傳統(tǒng)直流受端一定是有緣電源的阻礙,可以為無(wú)源系統(tǒng)供電,因此,這對(duì)改善偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電問(wèn)題起著非常重要的作用。除此之外,我國(guó)擁有數(shù)量總多的海島,并且在海島上有大量的常駐人口。海島供電問(wèn)題一直以來(lái)影響了海盜經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,不利于人民生活水平的提高。這些地區(qū)電負(fù)荷比較小,而且經(jīng)常有很大的電壓波動(dòng),屬于典型的孤島。要進(jìn)行海島送電,架空線路的方法不合實(shí)際,采用交通電纜又會(huì)產(chǎn)生很大的損耗,所以必須采用柔性直流輸電技術(shù),設(shè)置直流海纜進(jìn)而保證海島的供應(yīng)。而且換電站占地面積小,非常適合在面積不足的海島上建設(shè)。
(三)用于城市電網(wǎng)增容與直流供電
由于社會(huì)各界對(duì)電力資源需求的擴(kuò)大,城市電網(wǎng)的負(fù)荷也隨之不斷增長(zhǎng),因而提高電能質(zhì)量就顯得尤為重要。同時(shí),目前土地資源受到限制,并隨著城市電網(wǎng)建設(shè)對(duì)環(huán)境的要求越來(lái)越苛刻,以交流輸電為主的城市電網(wǎng)面臨著很大的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。根據(jù)研究表明,采用柔性直流輸電技術(shù)進(jìn)行供電能夠有效地提高輸送的容量。其具體作用可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析:可以快速控制系統(tǒng)的功率,解決電壓閃變問(wèn)題,進(jìn)而穩(wěn)定電壓,改善電能質(zhì)量;采用埋地式直流電纜,可以回避線路走廊問(wèn)題,不僅可以為城市電網(wǎng)增容,也不影響市容;柔性直流輸電換流站占地面積小,能夠節(jié)約土地資源;能夠?qū)涣鱾?cè)的電流進(jìn)行靈活控制,有效控制系統(tǒng)短路容量,從而確保城市電網(wǎng)的供電安全。利用柔性直流輸電技術(shù)進(jìn)行供電,是城市電網(wǎng)增容的可靠方式,在大城市電網(wǎng)增容擴(kuò)建中有廣闊的發(fā)展前景。
三、結(jié)束語(yǔ)
與傳統(tǒng)的電力輸電系統(tǒng)相比具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì),柔性直流輸電技術(shù)很適合應(yīng)用于新能源并網(wǎng),城市配網(wǎng)供電,孤島供電等方面。在我國(guó)倡導(dǎo)建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)的政策背景下,柔性直流輸電技術(shù)能夠保證我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)的安全與可靠,完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu),并降低可再生資源的開(kāi)發(fā)成本,為我國(guó)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。總之,柔性直流輸電技術(shù)在未來(lái)會(huì)有更加廣闊的的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn):
[1]胡航海,李敬如,楊衛(wèi)紅等.柔性直流輸電技術(shù)的發(fā)展與展望[J].電力建設(shè),2011,32(5).
[2]蔡哲禮.柔性直流輸電技術(shù)的應(yīng)用及其前景的探究[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2013,(21).
[3]游菲,袁旭峰,劉躍等.柔性直流輸電在中國(guó)電網(wǎng)中的應(yīng)用前景[J].現(xiàn)代機(jī)械,2014,(3).
[4]馬為民,吳方劼,楊一鳴等.柔性直流輸電技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景分析[J].高電壓技術(shù),2014,40(8).