全球首個柔性直流電網建設新聞綜合_風聞

全球首個柔性直流電網送電在即

來源：科技日報   作者：瞿劍   時間：2020年06月11日

原文網址：http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-06/11/content_446573.htm?div=-1

　　科技日報北京6月10日電 （記者瞿劍）10日17時許，國家電網±500千伏張北柔性直流電網工程線路成功經受瞬時短路電流衝擊，完成投運前的最後一次“大考”——人工接地短路試驗。至此，這一全球首個柔性直流電網正式具備送電條件。

　　國網冀北電力表示，柔性直流(flexible）是20世紀90年代興起的以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術。眾所周知，常規直流因電流為單向流動、只能定位於點到點輸電，而不能組網；柔性直流則採用最先進的電壓源型換流器（VSC）和全控器件（IGBT），相當於一個完全可控的水泵，使水流的方向、速度和流量變得精準可控。這一“柔性”、靈活特徵使其在電網大規模接入間歇性、波動性可再生能源中得以大顯身手。

　　張北柔性直流電網試驗示範工程總投資124.78億元，新建張北、康保、豐寧和北京4端換流站、666公里線路，總換流容量900萬千瓦。預計6月底前投入運行。

張北可再生能源柔性直流電網示範工程地理位置圖

張北柔性直流電網試驗示範工程完成工程建設

來源： 中國電力新聞網      作者：伍夢堯 劉欽壯   日期：2019.12.27

用張北的風點亮北京的燈——張北柔性直流電網試驗示範工程完成工程建設

中國電力新聞網記者 伍夢堯 劉欽壯

　　12月的張北草原已是冰雪天地。大片的皚皚白雪之中，星羅棋佈的湛藍色光伏板與緩緩轉動的白色風車早已整兵待發，只待由國家電網公司承建的張北柔性直流電網試驗示範工程（以下簡稱“張北柔直工程”）正式投運，便立刻奔向用電負荷集中的首都北京。

　　“12月24日，張北柔性直流電網試驗示範工程已正式啓動張北-北京端對端系統調試。”國網冀北電力公司建設部副主任張寶華表示，目前，張北柔直工程的現場建設工作已經基本完成，直流線路全面具備帶電條件，全力爭取2020年上半年投入運行，以早日為加快推動我國能源綠色發展作出更多貢獻。

　　張北綠電將燃冬奧璀璨燈火

　　作為國家可再生能源綜合示範區，張家口風能、太陽能資源十分富足，多能互補優勢明顯。然而，身懷寶藏的同時，當地相對侷限的消納能力，使清潔能源集體外送成為了解決張家口地區能源消納“卡脖”難題的唯一路徑。

　　據國網冀北電力建設部項目管理高級主管劉中華介紹，張北柔直工程為彙集和輸送大規模風電、光伏、儲能、抽蓄等多種形態能源的四端柔性直流電網。工程正式投運後，將依託666千米±500千伏直流輸電線路及張北、康保、豐寧、北京4座換流站，實現工程最大輸送能力450萬千瓦、總換流容量900萬千瓦，以大幅提升張家口清潔能源的輸送能力，助力當地可再生能源的大功率輸出，並有效化解張北地區困擾已久的能源消納難題。

　　更為重要的是，張北柔直工程的建設投運，將促成張北新能源基地、豐寧儲能電源與北京負荷中心的隔空“牽手”，推動多種形態能源的互補和靈活消納，對於我國在新能源富集地區探索新能源大規模開發利用新模式，具有重要示範意義。

　　“作為第24屆冬季奧林匹克運動會的重點配套工程之一，張北柔直工程可謂‘綠色奧運’、‘低碳奧運’理念的最好實踐。”張寶華表示，張北柔直工程投運後，每年可向北京地區輸送清潔電量約225億千瓦時，大約相當於北京市年用電量的十分之一，摺合每年節約標煤780萬噸、減排二氧化碳2040萬噸。

　　值得一提的是，得益於張北柔直工程輸送的大規模清潔電量，2022冬奧會場館有望實現100%全清潔電力供應。不僅能夠滿足冬奧會的綠電需求，更將大幅提升北京地區新能源電力消費比例，為助力首都能源高質量發展作出重要貢獻。

　　12項世界第一拓寬網源友好之路

　　世界上第一個採用真雙極接線的大規模風電、光伏孤島送出直流電網工程，世界上最大容量交流耗能裝置，世界上最高電壓等級最大輸送能力直流電纜……張北柔直工程在建設過程中創下的12項世界第一，是對國網人為推動我國柔性直流輸電技術在更高電壓等級、更大輸送容量上創新發展所付出的不懈努力的最佳褒獎。

　　柔性直流輸電是當今電網科技領域的前沿技術，具有可控性好、運行方式靈活、適用場合多等顯著優勢，在偏遠地區和海上新能源併網、異步電網互聯、城市供電等應用領域具有獨特優勢。為加快推進我國能源綠色轉型升級，基於柔性直流輸電技術構建的直流電網成為順利推進張家口清潔能源大規模外送的關鍵。

　　“作為世界首個真正具有網絡特性的直流電網工程，張北柔直工程的創新引領和示範意義十分重大。”國網冀北工程管理公司張北換流站業主項目經理郭良告訴記者，自2018年2月開工建設以來，張北柔直工程就在世界上率先開展了四端柔性直流環形電網的建設，並把柔性直流輸電電壓提升至了±500千伏，單換流器額定容量提升到了150萬千瓦，還首次研製並應用了直流斷流器、換流閥、控制保護等直流電網關鍵設備，使工程的核心技術和關鍵設備均實現國際首創。

　　作為世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程，張北柔性直流電網試驗示範工程進一步提高了我國電工裝備製造業的自主創新能力和國際競爭力，並將繼續鞏固、擴大我國在世界直流輸電領域的技術領先優勢，助力我國電力技術持續進步。

　　“通過世界領先的直流電網技術，大規模清潔能源接入對電網穩定性的影響將大大降低，供電可靠性大幅提升。”張寶華表示，張北柔直工程的順利投運，將助力張家口地區豐沛的風能、太陽能等清潔能源轉為穩定綠電送往京津冀地區，並有望為清潔能源的友好接入和靈活傳輸探索一條創新之路。

張北柔性直流電網試驗示範工程開工

來源：國家能源局   新華網   時間：2018-03-02  

原文網址：http://www.nea.gov.cn/2018-03/02/c_137008651.htm

　　 2018年2月28日，張北可再生能源柔性直流電網試驗示範工程開工動員大會在北京召開。國家電網公司董事長、黨組書記舒印彪出席會議並宣佈工程開工，國家能源局、北京市、河北省等有關方面領導出席會議。

　　 張北柔性直流工程是世界首個柔性直流電網工程，也是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程。黨的十九大對我國能源轉型與綠色發展作出了重大部署，強調加強電網等基礎設施網絡建設，推進能源生產和消費革命，構建清潔低碳、安全高效的能源體系。張北柔性直流工程是國家電網深入貫徹落實中央決策部署，服務能源清潔低碳發展的重大工程。工程額定電壓±500千伏，建設666千米±500千伏直流輸電線路，新建張北、康保、豐寧和北京4座換流站，總換流容量900萬千瓦。工程總投資125億元，2017年12月獲得國家發改委核准，力爭2019年底，確保2020年上半年全部建成投運。工程已被列入國家發改委《電力發展“十三五”規劃（2016-2020年）》和《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》，並被國家工信部推薦為《中國製造2025》2018年重大標誌性項目。

　　 柔性直流輸電是當今電網科技領域的前沿技術，具有可控性好、運行方式靈活、適用場合多等顯著優勢，在偏遠地區和海上新能源併網、異步電網互聯、城市供電等應用領域具有獨特優勢。柔性直流採用可自關斷的全控型電力電子器件，不需要交流系統支撐換相，具有動態無功支撐能力，可有效抑制交流電壓波動，減少功率波動對受端電網影響，同時還具備輸送距離遠、傳輸容量大的優勢，可以支撐新能源大規模開發。基於柔性直流輸電技術構建的直流電網，可實現多電源供電、多落點受電和新能源孤島接入，具有更好的經濟性與靈活性，能夠將風電、光伏、抽水蓄能與負荷中心直接連接，構成多種形態能源靈活互補的能源互聯網，通過多源接入和多能互補，可有效平抑新能源波動性。利用直流斷路器、快速控制保護等設備，直流電網可以實現故障的快速切除和隔離，避免了局部故障引起的系統失穩或功率中斷；通過功率轉帶和多回路由，充分發揮直流電網的網絡優勢，大幅提高了送電的可靠性。

　　 建設張北柔性直流工程，對於推動能源轉型與綠色發展、服務北京低碳綠色冬奧會、引領科技創新、推動裝備製造業轉型升級等具有顯著的綜合效益和戰略意義。

　　 一、促進河北新能源外送消納。張家口是國家可再生能源綜合示範區，風能、太陽能等能源資源豐富，目前裝機超過1000萬千瓦，規劃2020年超過2000萬千瓦，但本地消納能力不足，需要大規模送出消納。工程的建設，將實現張北新能源基地、豐寧儲能電源與北京負荷中心相連，推動多種形態能源互補和靈活消納，滿足張家口可再生能源綜合示範區建設需要，推動大容量柔性直流換流閥等柔性直流電網關鍵設備的自主研發，提高電力系統安全穩定水平，為我國大規模應用柔性直流輸電和構建直流電網積累技術、裝備和運行經驗。

　　 二、服務北京低碳綠色冬奧會。北京地區經濟發達，用電需求大，為保障電力供應、促進節能減排，需要逐步提高外來電比例和清潔能源發電比重。張北柔性直流工程可以充分利用張家口地區大規模風、光互補特性與抽蓄電站的靈活調節能力，降低新能源出力波動對電網的影響，增強北京市接受外來電能力，為京津冀地區提供穩定可靠的清潔電力，屆時北京市外受電比例將達到70%，冬奧場館實現100%清潔能源供電，有力服務低碳奧運專區建設。

　　 三、搶佔全球電網技術制高點。張北柔性直流工程是集大規模可再生能源的友好接入、多種形態能源互補和靈活消納、直流電網構建等為一體的重大科技試驗示範工程。工程核心技術和關鍵設備均為國際首創，將創造12項世界第一，創新引領和示範意義重大。工程將在世界上率先研究直流電網技術，首次建設四端柔性直流環形電網，把柔性直流輸電電壓提升至±500千伏，單換流器額定容量提升到150萬千瓦，首次研製並應用直流斷路器、換流閥、控制保護等直流電網關鍵設備。

　　 四、推動裝備製造業轉型升級。張北柔性直流工程具有產業鏈長、帶動力強等優勢，可有力帶動電工裝備產業等發展，中長期經濟效益顯著。工程將進一步推動我國在柔性直流輸電和直流電網領域原始創新和自主創新，推動更高電壓、更大容量柔性直流技術的創新發展，帶動電網技術和裝備製造產業技術升級，鞏固我國在直流輸電技術領域的國際引領地位，為直流技術和重大裝備“走出去”戰略的實施創造有利條件。

　　 近年來，國家電網公司貫徹落實創新驅動發展戰略，大力推進自主創新，系統開展科技攻關，在特高壓交直流、柔性交直流等方面掌握了核心技術，顯著提升了我國電工技術創新能力，推動了我國電工技術領域與電工裝備製造業的跨越發展。目前，國家電網已累計建成“八交十直”特高壓工程，在建“三交一直”特高壓工程，在運在建22項特高壓工程線路長度達到3.2萬公里，變電（換流）容量超過3.3億千伏安（千瓦），電壓等級、輸電距離、輸送容量不斷刷新世界紀錄，實現了“中國創造”和“中國引領”。同時，電網智能化水平全面提升，智能電網建設走在世界前列，建成了一批重大科技示範工程，支撐了新能源等戰略性新興產業的快速發展。

張北可再生能源柔性直流電網示

來源：北極星輸配電網    時間：2017/6/13

原文網址：http://shupeidian.bjx.com.cn/news/20170613/830889.shtml

為充分發揮柔性直流輸電在新能源開發、利用上的技術優勢，滿足張北可再生能源可靠送出與消納，支撐低碳綠色冬奧，規劃於2018 年建成投產張北可再生能源四端環形柔性直流電網示範工程，構建輸送大規模風電、光伏、抽蓄等多種能源的四端環形柔性直流電網。

張北柔性直流示範工程的建設為張家口可再生能源的送出提供了新的通道，實現張家口可再生能源直送華北地區負荷中心，滿足了張家口大型可再生能源基地的可再生能源送出需要。

張家口地區是典型的大規模新能源開發與外送系統場景，利用柔性直流輸電技術的優點來解決張北可再生能源送出與消納問題，對柔性直流輸電技術在大規模可再生能源的送出方面的應用具有積極的示範作用。

綜上所述，張北柔性直流示範工程的建設可以滿足張家口大型可再生能源基地的可再生能源送出需要，同時對於柔性直流輸電技術在大規模可再生能源的送出方面的應用具有積極的示範作用。因此，本工程的建設是必要的。

2017年2月8日至9日，張北可再生能源柔性直流電網示範工程設計啓動會議在京召開。會議正式啓動工程成套設計和初步設計等相關工作，明確工程設計組織管理模式，提出工程設計質量和進度要求，評審科研設計專題大綱，安排部署了後續工作.

張北柔直電網工程為彙集和輸送大規模風電、光伏、儲能、抽蓄等多種形態能源的柔性直流電網，工程系統電壓±500千伏，包括張北、康保兩個送端換流站，北京受端換流站和豐寧調節換流站，採用架空輸電線路，線路全長約648千米，是世界首個具有網絡特性的直流電網示範工程，是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程，也是世界首個應用柔性直流技術進行陸地可再生能源大規模併網的示範工程，創新引領和科技示範意義重大。

近日，北極星輸配電網從國家電網公司獲悉，國家電網公司已經發布了關於張北可再生能源柔性直流電網示範工程的環境影響報告書，本網通過對該報告的梳理，整理出工程的部分建設需求情況如下：

工程概況

本工程建設內容包括：新建張北、康保、豐寧和北京 4 座換流站;新建±500kV 直流架空輸電線路 648.2km，其中單回線路長度為 588km，雙回線路長度 2×30.1km;張昌 I回 500kV 線路改造工程新建 500kV 交流線路長度 96.3km。線路途以河北省張家口市、承德市、北京市延慶區、昌平區。

工程建設內容

張北可再生能源柔性直流電網示範工程內容包括：新建三個送端±500kV 康保、張北、豐寧柔性直流換流站;新建受端±500kV 北京柔性直流換流站;新建四端環形柔性直流輸電線路及金屬迴流線路。

⑴ 張北換流站

張北換流站位於河北省張家口市張北縣公會鎮西南約 2km 處。直流部分：本期建設±500kV 柔性直流雙極出線 2 回(採用金屬迴流)，輸送容量 3000MW; 500kV 換流變壓器 7 台(6 用 1 備)，每台容量 567MVA。交流部分：安裝聯絡變 2 台，每組容量 1200MVA;每組主變低壓側裝設 3 組容量 60Mvar 並聯電容器組和 1 組 60Mvar 並聯電抗器。交流500kV 出線規劃 2 回，本期 1 回;交流 220kV 出線規劃 12 回，本期全部建成。

⑵ 康保換流站

康保換流站位於河北省張家口市康保縣李家地鎮姚家灘村。直流部分：本期建設±500kV 柔性直流雙極出線 2 回(採用金屬迴流)，輸送容量 1500MW; 500kV 換流變壓器 7 台(6 用 1 備)，每台容量 283MVA。交流部分：安裝聯絡變 1 台，每組容量 1200MVA;每組主變低壓側裝設 3 組容量 60Mvar 並聯電容器組和 1 組 60Mvar 並聯電抗器。交流500kV 出線規劃 2 回，本期 1 回;交流 220kV 出線規劃 8 回，本期全部建成。

⑶ 豐寧換流站

豐寧換流站位於於河北省承德市豐寧縣黃旗鎮石柵子村。直流部分：本期建設±500kV 柔性直流雙極出線 2 回(採用金屬迴流)，輸送容量 1500MW; 500kV 換流變壓器 7 台(6 用 1 備)，每台容量 283MVA。交流部分：交流 500kV 出線規劃 10 回，本期 2回;

⑷ 北京換流站

北京換流站位於北京市延慶區幫水峪村西北約 1.5km。直流部分：本期建設±500kV柔性直流雙極出線 2 回(採用金屬迴流) ，輸送容量 3000MW; 500kV 換流變壓器 7 台(6用 1 備)，每台容量 567MVA。交流部分：安裝聯絡變 2 台，每組容量 750MVA;每組主變低壓側裝設 2 組容量 60Mvar 並聯電容器組和 1 組 60Mvar 並聯電抗器。交流 500kV 出線規劃 4 回，本期 2 回;交流 220kV 出線規劃 10 回，本期 5 回。

⑸ 張北～康保直流輸電線路

張北～康保±500kV 直流架空線路起於康保換流站，止於張北換流站，全線採用單回雙極架設，線路全長約 49.6km。途經河北省張家口市康保縣和張北縣。

⑹ 康保～豐寧直流輸電線路

康保～豐寧±500kV 直流架空線路起於康保換流站，止於豐寧換流站，全線採用單回雙極架設，路徑全長約 205.1km。途經河北省張家口市康保縣、沽源縣，承德市豐寧滿族自治縣。

⑺ 豐寧～北京直流輸電線路

豐寧～北京±500kV 直流架空線路起於豐寧換流站，止於北京換流站，路徑全長約187.1km，其中 30.1km 與張北～北京直流線路雙回雙極架設，其餘 157km 為單回雙極架設。途經河北省承德市豐寧滿族自治縣，張家口市赤城縣、懷來縣，北京市延慶區。

⑻ 張北～北京直流輸電線路

張北～北京±500kV 直流架空線路起於張北換流站，止於北京換流站，路徑全長約206.4km，其中 30.1km 與豐寧～北京直流線路雙回雙極架設，其餘 176.3km 為單回雙極架設。途經河北省張家口市(張北縣、萬全縣、崇禮縣、宣化縣、宣化區、赤城縣、懷來縣)，北京市延慶區。

⑼ 張家口～昌平 I 回 500kV 線路改造工程

拆除張昌 I 回#99 塔至#146 塔段線路約 19km，張昌 I 回#98 塔至#61 塔段線路按現狀保留，新建線路自張昌 I 回 61#塔向東跨越張昌 II 回線路後右轉向南，在官廳鎮東南側接至擬建的張昌 III 回線路上，與其同塔並架。新建線路長度 96.3km，途徑河北省張家口市懷來縣，北京市延慶區和昌平區。

張北換流站

建設規模

⑴ 直流額定電壓： ±500kV;輸送容量： 3000MW。

⑵ 換流變：(6+1)×567MVA。

⑶ 直流出線： ±500kV 柔性直流雙極出線 2 回(雙極)，含金屬迴流線;⑷ 聯絡變： 500/220kV 聯絡變壓器 2×1200MVA。

⑸ 交流線路：本期交流 500kV 出線 1 回至張北特高壓站， 220kV 出線 12 回。

⑹ 無功補償：每組主變低壓側裝設 3 組容量 60Mvar 並聯電容器組和 1 組 60Mvar 並聯電抗器。

⑺ 站用變：站內設置 2 台 220/10kV、 1 台 35/10kV 站用變。

主要設備

換流變壓器：採用單相雙繞組換流變壓器，全站共 7 台(1 台備用)換流閥：換流閥推薦採用空氣絕緣、支柱絕緣子支撐式閥結構。

直流開關場：包括直流出線斷路器、直流高速開關、直流隔離開關、直流電流測量裝置、直流電壓測量裝置、直流避雷器、直流穿牆套管、直流支柱絕緣子。

聯絡變：主變壓器選用單相、自耦、三繞組、油浸、風冷電力變壓器，採用中性點調壓方式。

交流開關場： 500kV 交流場採用户內 GIS 設備、 220kV 交流場採用户外 GIS 設備。

康保換流站

建設規模

⑴ 直流額定電壓： ±500kV;輸送容量： 1500MW。

⑵ 換流變：(6+1)×283MVA。

⑶ 直流出線： ±500kV 柔性直流雙極出線 2 回(雙極)，含金屬迴流線;

⑷ 聯絡變： 500/220kV 聯絡變壓器 1×1200MVA。

⑸ 交流線路：本期交流 500kV 出線 1 回至康保 500kV 變電站， 220kV 出線 8 回。

⑹ 無功補償：每組主變低壓側裝設 3 組容量 60Mvar 並聯電容器組和 1 組 60Mvar 並聯電抗器。

⑺ 站用變：站內設置 2 台 220/10kV、 1 台 35/10kV 站用變。

主要設備

換流變壓器：採用單相雙繞組換流變壓器，全站共 7 台(1 台備用)

換流閥：換流閥推薦採用空氣絕緣、支柱絕緣子支撐式閥結構。

直流開關場：包括直流出線斷路器、直流高速開關、直流隔離開關、直流電流測量裝置、直流電壓測量裝置、直流避雷器、直流穿牆套管、直流支柱絕緣子。

聯絡變：主變壓器選用單相、自耦、三繞組、油浸、風冷電力變壓器，採用中性點調壓方式。

交流開關場： 500kV 交流場採用户內 GIS 設備、 220kV 交流場採用户外 GIS 設備。

豐寧換流站

建設規模

⑴ 直流額定電壓： ±500kV;輸送容量： 1500MW。

⑵ 換流變：(6+1)×283MVA。

⑶ 直流出線： ±500kV 柔性直流雙極出線 2 回(雙極)，含金屬迴流線;

⑷ 聯絡變：本期無聯絡變壓器。

⑸ 交流線路：本期交流 500kV 出線 2 回至金山嶺 500kV 變電站。

⑹ 無功補償：本期無無功補償裝置。

⑺ 站用變：站內設置 2 台 500/10kV、 1 台 35/10kV 站用變。

主要設備

換流變壓器：採用單相雙繞組換流變壓器，全站共 7 台(1 台備用)

換流閥：換流閥推薦採用空氣絕緣、支柱絕緣子支撐式閥結構。

直流開關場：包括直流出線斷路器、直流高速開關、直流隔離開關、直流電流測量裝置、直流電壓測量裝置、直流避雷器、直流穿牆套管、直流支柱絕緣子。

交流開關場： 500kV 交流場採用户內 GIS 設備。

北京換流站

建設規模

⑴ 直流額定電壓： ±500kV;輸送容量： 3000MW。

⑵ 換流變：(6+1)×567MVA。

⑶ 直流出線： ±500kV 柔性直流雙極出線 2 回(雙極)，含金屬迴流線;

⑷ 聯絡變： 500/220/66kV 聯絡變壓器 2×750MVA。

⑸ 交流線路：本期交流 500kV 出線 2 回至昌平 500kV 變電站。

⑹ 無功補償：每組主變低壓側裝設 2 組容量 60Mvar 並聯電容器組和 1 組 60Mvar 並聯電抗器。

⑺ 站用變：站內設置 2 台 66/10kV 站用變。

主要設備

換流變壓器：採用單相雙繞組換流變壓器，全站共 7 台(1 台備用)

換流閥：換流閥推薦採用空氣絕緣、支柱絕緣子支撐式閥結構。

直流開關場：直流場全户內方案採用 2 個 MMC(模塊化多電平)基本模塊串聯，每個基本模塊閥體與相關直流場設備合放在 1 個直流廠房內，共 2 個同樣大小的直流廠房。

包括直流出線斷路器、直流高速開關、直流隔離開關、直流電流測量裝置、直流電壓測量裝置、直流避雷器、直流穿牆套管、直流支柱絕緣子。

交流開關場： 500kV 交流場採用全户內 GIS 設備。

直流輸電線路工程

張北可再生能源柔性直流電網示範工程線路部分由四條直流架空線路組成，分別為張北～康保、康保～豐寧、豐寧～北京和北京～張北±500kV 直流架空線路。線路途經河北省張家口市(康保縣、張北縣、沽源縣、赤城縣、懷來縣、萬全縣、崇禮縣、宣化縣、宣化區)，承德市豐寧滿族自治縣，北京市延慶區。

工程組成與工程特性