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　　北極星智能電網(wǎng)在線訊:高壓直流輸電技術(shù)通常包括常規(guī)高壓/特高壓直流輸電技術(shù)、柔性直流輸電技術(shù)和其它新型直流輸電技術(shù)等。
 

　　一、高壓直流輸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　1、技術(shù)需求與技術(shù)供給的差距
 

　　主要的技術(shù)差距
 

　　(1)現(xiàn)有高壓/特高壓直流工程都是采取與國外廠家合作的方式，其換流閥和直流場等設(shè)備核心技術(shù)均為國外壟斷，國內(nèi)基本上只能開展部分組裝工作，國產(chǎn)化率始終無法大幅提升;
 

　　(2)柔性直流輸電技術(shù)和高壓直流換流閥試驗技術(shù)，則一直為國外廠家壟斷和封鎖，不進行任何技術(shù)轉(zhuǎn)讓;
 

　　需要實現(xiàn)的目標
 

　　目前我國需要突破特高壓直流輸電、柔性直流輸電成套裝置和高壓直流換流閥試驗等核心技術(shù)和裝備，以全面實現(xiàn)高壓直流輸電裝備的國產(chǎn)化。
 

　　2、高壓直流輸電產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模
 

　　目前世界范圍內(nèi)已經(jīng)規(guī)劃的特高壓直流輸電工程約有50個，總?cè)萘窟_320GW以上，市場規(guī)模超過數(shù)千億元。
 

　　到2015年，世界范圍內(nèi)柔性直流輸電工程的市場規(guī)模預(yù)計在1000億元以上。隨著新能源的快速發(fā)展和環(huán)境保護要求的提高，我國對柔性直流輸電技術(shù)也呈現(xiàn)出強勁的市場需求。
 

　　3、國內(nèi)高壓直流輸電產(chǎn)業(yè)市場估算
 

　　(1)未來二十年中，國家電網(wǎng)公司規(guī)劃建設(shè)的直流輸電工程多達40條以上，其中特高壓直流輸電工程超過15條。
 

　　(2)預(yù)計的市場規(guī)模
 

　　目前，我國每條特高壓直流輸電工程的建設(shè)總投資在150億元以上。其中特高直流換流閥和換流變的價格均在15至20億，平波電抗器的價格在10億左右，控制保護系統(tǒng)價格在4億以上，交流場和直流場成套設(shè)備總造價也接近20億元。
 

　　每條特高壓直流輸電換流站的設(shè)備投資(不包括線路和桿塔)大約在80億左右。
 

　　在未來20年中，直流輸電設(shè)備將達到2000億元左右的市場規(guī)模。
 

　　4、高壓直流輸電產(chǎn)業(yè)發(fā)展
 

　　(1)特高壓直流換流閥裝備
 

　　中國電科院以特高壓直流換流閥研制工作和試驗?zāi)芰ㄔO(shè)為切入點，以系統(tǒng)分析、基本理論研究為依托，歷經(jīng)十年自主創(chuàng)新，六年集中攻關(guān)，完成了±800kV/4750A換流閥模塊及閥塔的樣機研制，標志著中國電科院在特高壓換流閥領(lǐng)域已經(jīng)走在了世界前列，成為世界上掌握特高壓直流換流閥核心技術(shù)的三家企業(yè)之一。
 

　　(2)其它高壓直流輸電核心裝備
 

　　目前，中國電力科學研究院正逐步開展高壓直流輸電系統(tǒng)的控制保護技術(shù)和直流斷路器、光電型電流互感器、直流分壓器和穿墻套管等關(guān)鍵設(shè)備的核心技術(shù)。

　　二、特高壓直流換流閥技術(shù)

　　1、特高壓直流輸電的需求
 

　　(1)為滿足大煤電、大水電、大核電、大型可再生能源基地的集約化開發(fā)和利用，需通過遠距離大規(guī)模輸電在全國范圍內(nèi)優(yōu)化配置電力資源。
 

　　(2)國內(nèi)外大量研究表明：當輸電距離較長、輸送容量較大時，從經(jīng)濟和環(huán)境等角度考慮，采用特高壓直流進行電力送出的輸電方案具有顯著的優(yōu)勢。
 

　　2、特高壓直流輸電的作用
 

　　采用高壓直流輸電可避免交流聯(lián)網(wǎng)可能出現(xiàn)的低頻振蕩等問題，同時易于快速控制，對增強系統(tǒng)穩(wěn)定性有顯著作用。高壓/特高壓直流輸電是形成堅強電網(wǎng)骨干網(wǎng)架的核心設(shè)備。
 

　　3、自主特高壓換流閥開發(fā)的重大意義
 

　　(1)換流閥是高壓直流輸電系統(tǒng)的核心，也是國家重大電力裝備;
 

　　(2)在國際范圍內(nèi)，ABB、SIMENSE和AREVA三家跨國公司壟斷著換流閥的設(shè)計制造技術(shù);
 

　　(3)我國企業(yè)成套引進國外裝置和技術(shù)建設(shè)國內(nèi)工程，但均未能掌握核心技術(shù)，沒有形成自主知識產(chǎn)權(quán)產(chǎn)品;
 

　　(4)研發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的直流輸電換流閥，可以使我國在該項重大電力裝備的研發(fā)制造技術(shù)得到長足發(fā)展，為完全擺脫國外公司在高壓直流輸電系統(tǒng)中的制約，起到了良好的示范作用，并具有重大的經(jīng)濟價值。
 

　　4、高壓直流換流閥研發(fā)方式
 

　　(1)在高壓直流換流閥國產(chǎn)化進程中，采取了國際合作與獨立自主研發(fā)同步推進的方式;
 

　　(2)通過與法國阿?，m公司建立戰(zhàn)略合作關(guān)系，開展了黑河、靈寶、寧東-山東、葛滬二回等高壓直流工程項目;
 

　　(3)同時積極開發(fā)出了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)化特高壓換流閥。
 

　　5、自主研發(fā)換流閥關(guān)鍵技術(shù)研究
 

　　換流閥電氣特性研究
 

　　(1)沖擊電壓下電壓分布特性及其保護措施研究
 

　　(2)非周期觸發(fā)瞬時電流電壓轉(zhuǎn)移特性
 

　　(3)晶閘管關(guān)斷暫態(tài)動態(tài)均壓特性
 

　　(4)晶閘管開通瞬時電流振蕩特性及其抑制措施研究
 

　　(5)換流閥運行強度分析
 

　　(6)換流閥模塊中相關(guān)部件相互作用分析研究
 

　　(7)晶閘管電熱模型研究與應(yīng)用。
 

 　　換流閥多物理場數(shù)值分析
 

　　完成了換流閥多物理場的換流閥閥塔級數(shù)值分析、換流閥模塊級數(shù)值分析、換流閥組件和晶閘管層級數(shù)值分析、換流閥部件級數(shù)值分析。
 

　　換流閥成套電氣設(shè)計技術(shù)
 

　　完成了換流閥的電壓設(shè)計、電流設(shè)計、內(nèi)冷卻容量計算、損耗計算、換流閥絕緣配合設(shè)計和換流閥均壓電路設(shè)計等。
 

　　換流閥成套結(jié)構(gòu)設(shè)計
 

　　完成了母線選型設(shè)計，走線方法設(shè)計，懸吊機構(gòu)設(shè)計，閥塔結(jié)構(gòu)設(shè)計及布置，閥模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計及布置，閥組件結(jié)構(gòu)設(shè)計及布置，晶閘管層結(jié)構(gòu)設(shè)計及布置，屏蔽層設(shè)計及布置，水路設(shè)計及布置，光纖回路設(shè)計，防火設(shè)計和檢漏設(shè)計等。
 

　　換流閥智能化觸發(fā)監(jiān)控技術(shù)
 

　　(1)完成了晶閘管智能化雙重取能功能設(shè)計，晶閘管多重保護功能設(shè)計，晶閘管智能化保護單元的研發(fā)等;
 

　　(2)換流閥智能化觸發(fā)監(jiān)測技術(shù)是實現(xiàn)高壓直流換流閥智能化控制的核心。
 

　　直流輸電換流閥關(guān)鍵零部件研制
 

　　(1)完成了換流閥的關(guān)鍵零部件研制，包括新型密閉式全水冷飽和電抗器、一體化水冷阻尼電阻、新型屏蔽層等;
 

　　(2)這些部件的設(shè)計技術(shù)和生產(chǎn)供貨一直為國外的跨國公司所控制，是換流閥國產(chǎn)化率始終無法提升的重大阻礙之一。
 

　　換流閥集成技術(shù)
 

　　完成了包括換流閥的組裝、測試、現(xiàn)場安裝、現(xiàn)場測試與調(diào)試等內(nèi)容的研究，并進行了實際應(yīng)用。

　　三、柔性直流輸電技術(shù)
 

　　1、柔性直流輸電的技術(shù)特點
 

　　(1)柔性直流輸電是以全控型電力電子器件、電壓源換流器和新型調(diào)制技術(shù)為突出標志的新一代直流輸電技術(shù)，具有無需無功補償和電網(wǎng)支撐換相、占地面積和環(huán)境影響小等特點;
 

　　(2)柔性直流輸電系統(tǒng)適用于可再生能源發(fā)電并網(wǎng)、孤島和城市供電等方面，特別是在風力發(fā)電并網(wǎng)方面，柔性直流輸電系統(tǒng)的綜合優(yōu)勢最為明顯;
 

　　(3)柔性直流輸電技術(shù)在提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，增加系統(tǒng)動態(tài)無功支撐，改善電能質(zhì)量，解決非線性負荷、沖擊性負荷和三相不平衡等產(chǎn)生的問題，保障敏感設(shè)備供電等方面也都具有較強的技術(shù)優(yōu)勢;
 

　　2、柔性直流輸電技術(shù)開發(fā)的作用和意義
 

　　柔性直流輸電是構(gòu)建智能化電網(wǎng)的重要裝備，對于堅強智能電網(wǎng)的建設(shè)和電網(wǎng)的經(jīng)濟、安全、可靠運行，有著顯著的促進作用。
 

　　3、柔性直流輸電典型應(yīng)用領(lǐng)域
 

　　4、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
 

　　(1)柔性直流輸電技術(shù)是當今世界上電力電子應(yīng)用技術(shù)的制高點;
 

　　(2)目前國際上還只有ABB一家公司有商業(yè)運行的柔性直流輸電工程;
 

　　(3)我國在柔性直流輸電技術(shù)研究方面的起步相對較晚，與國際先進水平相比具有一定的差距;
 

　　(4)但由于柔性直流輸電本身具有的巨大優(yōu)勢，國內(nèi)多個科研機構(gòu)和高校都積極開展了柔性直流輸電的相關(guān)研究工作，取得了顯著的成果。
 

　　5、國內(nèi)柔性直流輸電自主化研發(fā)進程
 

　　6、柔性直流輸電關(guān)鍵技術(shù)研究
 

　　(1)系統(tǒng)開展了《柔性直流輸電技術(shù)前期研究》、《柔性直流輸電技術(shù)基礎(chǔ)理論研究》和《柔性直流輸電關(guān)鍵技術(shù)研究》;
 

　　(2)搭建了國內(nèi)首個基于MMC的柔性直流輸電實驗樣機，成功完成了多項實驗內(nèi)容;
 

　　(3)依托上海示范工程，在國內(nèi)首次完成了對柔性直流輸電關(guān)鍵技術(shù)的系統(tǒng)化、工程化研究，取得了重要的成果;
 

　　(4)各項關(guān)鍵技術(shù)的研究成果已經(jīng)在示范工程建設(shè)中逐步取得了應(yīng)用，實現(xiàn)了自主知識產(chǎn)權(quán)的柔性直流輸電核心裝備開發(fā)，也為促進我國電力電子技術(shù)的發(fā)展起到了顯著的作用;
 

　　(5)中國電科院已成為世界上具備柔性直流輸電成套裝置研制的三家單位之一，也是國內(nèi)首家開展此類工程研究和實施的單位。