世界上首個多端柔性直流輸電工程——南方電網(wǎng)南澳±160千伏多端柔性直流輸電示范工程今天正式投運。該工程是我國在國際直流輸電領(lǐng)域取得的又一重大創(chuàng)新成果，為遠距離大容量輸電、大規(guī)模間歇性清潔電源接入、多直流饋入、海上或偏遠地區(qū)孤島系統(tǒng)供電、構(gòu)建直流輸電網(wǎng)絡(luò)等提供了安全高效的解決方案。該工程解決了風電接入中的難題，至少能提高風電利用率5%—10%。

世界首個多端柔性直流輸電工程在廣東南澳投運

讓“棄風”越來越少

12月25日下午3點，廣東汕頭南澳島陽光明媚，島上聳立的200多臺銀白色大風車迎風轉(zhuǎn)動。隨著現(xiàn)場總指揮一聲令下，南方電網(wǎng)南澳島青澳、金牛兩個換流站與汕頭澄海區(qū)的塑城換流站完成三端投產(chǎn)啟動，世界上第一個多端柔性直流輸電工程——南澳±160千伏多端柔性直流輸電示范工程正式投運。

這標志著我國率先攻克了多端柔性直流輸電控制保護這一世界難題，成為世界第一個完全掌握多端柔性直流輸電成套設(shè)備設(shè)計、試驗、調(diào)試和運行全系列核心技術(shù)的國家。

對新能源利用意義非凡

“這意味著我國成為世界第一個將多端柔性直流輸電技術(shù)投入工程化應(yīng)用的國家。”南方電網(wǎng)專家委員會主任委員李立浧院士告訴記者。

風能、太陽能發(fā)電等新能源接入電網(wǎng)的最大障礙就是其間歇性和不確定性，而柔性直流輸電技術(shù)就像在電網(wǎng)接入了一個閥門和電源，可以有效地控制其上面通過的電能，隔離電網(wǎng)故障的擴散，而且還能根據(jù)電網(wǎng)需求，快速、靈活、可調(diào)地發(fā)出或者吸收一部分能量，從而優(yōu)化電網(wǎng)的潮流分布、增強電網(wǎng)穩(wěn)定性、提升電網(wǎng)的智能化和可控性。

受接入技術(shù)條件限制，電網(wǎng)多年來一直無法承載大規(guī)模風電的接入。現(xiàn)有運行經(jīng)驗表明，交流系統(tǒng)電壓波動是“棄風”的主要原因之一。中國工程院院士、清華大學教授韓英鐸告訴記者：“柔性直流輸電技術(shù)至少提高風電利用率5%—10%。”該技術(shù)成為改變電網(wǎng)發(fā)展格局的戰(zhàn)略性選擇。專家測算，南澳多端柔性直流輸電工程每年能輸送風電5.6億千瓦時，這相當于節(jié)約了18.25萬噸標準煤，減排48.55萬噸二氧化碳。

100%自主知識產(chǎn)權(quán)

目前，全球已投運的柔性直流輸電工程均為點對點兩端系統(tǒng)，尚無多端柔性直流輸電工程投入商業(yè)運行。

從兩端到多端，技術(shù)上究竟有多難？

南澳多端柔性直流輸入電工程技術(shù)負責人饒宏說：“就像一個有著多個入口與多個出口的水管，要保證水管水壓穩(wěn)定，入水與出水流量就要時時刻刻基本保持平衡。但由于入水量與出水量是各個端口依據(jù)各自情況而隨時變化的，如何實時平衡這種變化難度極大。”

南澳工程將已基本成型的兩端柔性直流系統(tǒng)擴展到多端，每一端的接口與設(shè)備都選用了不同型號，來自于包括央企、民企在內(nèi)的國內(nèi)不同廠商的設(shè)備，讓國內(nèi)盡可能多的設(shè)備研發(fā)制造企業(yè)參與到這個開創(chuàng)性的工程中來，讓國內(nèi)企業(yè)真正掌握換流器、控制系統(tǒng)保護等核心裝備技術(shù)，提高了我國在智能電網(wǎng)領(lǐng)域裝備制造的自主化能力。

攻關(guān)團隊每天工作超過15小時，歷經(jīng)無數(shù)次的論證、計算、試驗，攻克了世界第一個多端柔性直流輸電工程的“心臟”難題——控制保護系統(tǒng)，形成了包括多端柔性直流工程控制保護系統(tǒng)研究技術(shù)等10個世界第一。

設(shè)備廠商都姓“中”

南澳多端柔性直流輸電工程設(shè)計總工程師陳冰說：“這項工程集大型風電場接入、柔性多端直流輸電、海底直流電纜等多項創(chuàng)新技術(shù)于一體，是世界首例多端柔性直流輸電工程。由我們自主研發(fā)核心技術(shù)，設(shè)備制造廠商全都是國內(nèi)廠家。”可以說工程招標，設(shè)備廠商都姓“中”。

事實上，從系統(tǒng)研究、成套設(shè)計，到工程設(shè)計、設(shè)備制造，再到現(xiàn)場施工、運行調(diào)試，南澳多端柔性直流輸電工程都選擇了“產(chǎn)、學、研、用”一體的攻關(guān)方式，集研究機構(gòu)、高校、設(shè)計、制造企業(yè)合力，共同攻克多端柔性直流輸電技術(shù)難題。

據(jù)了解，南澳多端柔性直流輸電工程的所有核心設(shè)備均為國內(nèi)首次研發(fā)，實現(xiàn)100%自主國產(chǎn)化。初步估算，國產(chǎn)柔性直流輸電設(shè)備的造價只為國外企業(yè)價格的一半不到，按“十二五”期間投產(chǎn)300萬千瓦計算，節(jié)約投資60億元。

而南澳多端柔性直流工程的投運，標志著我國成為世界第一個大型風電場柔性多端直流接入技術(shù)、柔性輸電變流器關(guān)鍵技術(shù)的國家。