新型電力系統(tǒng)的顯著特征是新能源在電源結(jié)構(gòu)中占據(jù)主導(dǎo)地位。電網(wǎng)處于新型電力系統(tǒng)泛在互聯(lián)、智能互動的核心環(huán)節(jié)，也是電力系統(tǒng)智能化和能源互聯(lián)網(wǎng)的核心。目前，南方電網(wǎng)已形成擁有八條交流、十條直流的跨省西電東送大電網(wǎng)，西電東送總能力超過5800萬千瓦。南方電網(wǎng)已擁有自主化的大容量特高壓多端柔性直流輸電技術(shù)，在大型交直流電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)和運行技術(shù)的實踐方面處于地位。新型電力系統(tǒng)的建設(shè)將為特高壓柔性直流輸電的發(fā)展和應(yīng)用帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。

特高壓柔性直流輸電技術(shù)支撐大規(guī)模新能源集中開發(fā)與跨省區(qū)優(yōu)化配置

綠色、柔性開放和數(shù)字賦能是新型電力系統(tǒng)的顯著特征，電網(wǎng)消納高比例新能源的核心樞紐作用將更加顯著。白皮書提出建設(shè)“合理分區(qū)、柔性互聯(lián)、開放互濟”的堅強可靠主網(wǎng)架，研究適應(yīng)高比例新能源接入的同步電網(wǎng)規(guī)模，適時通過柔性直流互聯(lián)技術(shù)構(gòu)建2到4分區(qū)電網(wǎng)，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定水平和分區(qū)間電力交換能力。特高壓柔性直流輸電技術(shù)將促進(jìn)大電網(wǎng)柔性互聯(lián)，促進(jìn)資源互濟共享能力進(jìn)一步提升，“跨省區(qū)主干電網(wǎng)+中小型區(qū)域電網(wǎng)+配網(wǎng)及微網(wǎng)”的柔性互聯(lián)形態(tài)和數(shù)字化調(diào)控技術(shù)將使電網(wǎng)更加靈活可控，協(xié)同助力數(shù)字電網(wǎng)成為承載新型電力系統(tǒng)的形態(tài)，促進(jìn)南方區(qū)域主網(wǎng)架加快向可靠、綠色、智能的現(xiàn)代化大電網(wǎng)發(fā)展，并在優(yōu)化能源資源配置、保障新能源充分消納、推動構(gòu)建多元能源供給體系等方面發(fā)揮更加重要的作用。

特高壓柔性直流輸電技術(shù)推動傳統(tǒng)電網(wǎng)向現(xiàn)代化電網(wǎng)形態(tài)衍變

近年來，全球輸變電技術(shù)快速發(fā)展，超高海拔輸電技術(shù)、柔性直流架空輸電故障清除技術(shù)、新型直流接地技術(shù)逐步進(jìn)入工程化應(yīng)用階段，碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線、無人機運維方式等應(yīng)用于特高壓輸電工程，特高壓直流換流閥投入應(yīng)用，國內(nèi)外漂浮式海上風(fēng)電技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用加快，大規(guī)模復(fù)雜混聯(lián)電網(wǎng)仿真技術(shù)取得突破。技術(shù)創(chuàng)新作為電網(wǎng)現(xiàn)代化的主要驅(qū)動力，大容量柔直、多端直流等先進(jìn)直流輸電技術(shù)得到推廣應(yīng)用，未來將持續(xù)推動電網(wǎng)物理基礎(chǔ)設(shè)施升級，同步促進(jìn)新一代數(shù)字信息技術(shù)與電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施融合創(chuàng)新。全面感知的數(shù)字電網(wǎng)技術(shù)推動源網(wǎng)荷儲各環(huán)節(jié)深度融合，展現(xiàn)出現(xiàn)代化電網(wǎng)的顯著特征，有力推動傳統(tǒng)電網(wǎng)向現(xiàn)代化電網(wǎng)形態(tài)衍變。

特高壓柔性直流輸電技術(shù)助推電網(wǎng)公司的價值鏈整合和服務(wù)轉(zhuǎn)型

在現(xiàn)代電網(wǎng)整體業(yè)務(wù)布局下，特高壓柔性直流輸電技術(shù)將有助于鞏固電網(wǎng)直流建設(shè)、運維主體地位，推動實現(xiàn)直流資源整合，建立協(xié)同的直流建設(shè)、運維體系。在建設(shè)特高壓直流工程的同時，直流建設(shè)管理、運行管理優(yōu)勢將向產(chǎn)業(yè)價值鏈延伸，整合上下游資源，在供給與需求、技術(shù)與市場整合中培育新動能、新業(yè)態(tài)。另外，基于主網(wǎng)架優(yōu)化配置清潔能源資源的基礎(chǔ)優(yōu)勢，以及跨省(區(qū))電網(wǎng)技術(shù)密集等特點，通過特高壓柔直電網(wǎng)構(gòu)建與利益相關(guān)方的多層次、多樣化科技創(chuàng)新與開放合作平臺，實現(xiàn)業(yè)務(wù)和服務(wù)增值，提升能源生態(tài)整體價值。

新能源具有隨機性、波動性、間歇性特點，系統(tǒng)調(diào)節(jié)資源需求大，且新能源大規(guī)模并網(wǎng)后系統(tǒng)呈現(xiàn)高度電力電子化特征，也對直流輸電技術(shù)帶來了新的挑戰(zhàn)。隨著新能源的大規(guī)模開發(fā)，輸電網(wǎng)中電力電子設(shè)備越來越多，導(dǎo)致大量諧波注入輸電網(wǎng)，主網(wǎng)諧波諧振風(fēng)險開始凸顯。近年來，南方電網(wǎng)已發(fā)生多起諧波及諧振事件，嚴(yán)重影響主網(wǎng)架的穩(wěn)定運行。2021年3月16日，南方電網(wǎng)公司印發(fā)了《南方電網(wǎng)公司加強國家戰(zhàn)略科技力量建設(shè)的實施意見》，推進(jìn)高比例新能源和高比例電力電子裝備接入電網(wǎng)的穩(wěn)定運行控制、超遠(yuǎn)距離跨區(qū)域大容量特高壓直流輸電等研究。同時，成立了交直流串并聯(lián)復(fù)雜大電網(wǎng)規(guī)劃與運行科研團(tuán)隊，開展新型電力系統(tǒng)電網(wǎng)分析與優(yōu)化、電網(wǎng)穩(wěn)定運行與控制技術(shù)研究，“雙高”電力系統(tǒng)穩(wěn)定性建模、分析與控制研究，新能源接入換流器的振蕩規(guī)律與控制理論研究，特高壓換流站近區(qū)諧波超標(biāo)風(fēng)險及交流系統(tǒng)網(wǎng)架特性變化預(yù)測研究等。

面對構(gòu)建新型電力系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)，南方電網(wǎng)公司將整合優(yōu)勢資源，基于特高壓柔性直流電網(wǎng)建設(shè)，加大關(guān)鍵技術(shù)的集中攻關(guān)、試驗示范、推廣應(yīng)用，加快數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型，全力服務(wù)好“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)，加快形成綠色生產(chǎn)方式，全面彰顯主網(wǎng)架減碳樞紐和功能平臺作用，提高新能源消納能力，提升輸電通道利用水平。

(作者韋曉星 為超高壓公司檢修試驗中心高電壓技術(shù)部過電壓研究組副組長)