“如今說起讓國人引以為豪的高科技，大家會立刻想到載人航天技術、高鐵技術……

要說起讓電網(wǎng)人自豪的電力技術，除了特高壓、智能電網(wǎng)，你還能想到什么?

”近年來，隨著風電、光伏發(fā)電等新能源的大規(guī)模開發(fā)利用，以及特高壓交直流技術的快速發(fā)展，我國的電源、電網(wǎng)特性都發(fā)生了變化較大。

為了適應我國電網(wǎng)發(fā)展的新變化，確保大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，國家電網(wǎng)的科研人員一直在努力，研發(fā)了很多“高大上”的電網(wǎng)新技術，可以說這些技術是當今世界最“牛”的電力技術!

那么這些“高大上”的新技術，到底“牛”在哪兒，有多神奇呢?

下面，小編就用為你揭秘這些世界最前沿的電力技術。

NO.1 柔性直流輸電技術

先來看看它都有哪些令人羨慕的頭銜——

◆“21世紀最為振奮人心的輸電技術革命”

◆“電力電子技術皇冠上的寶石”

◆“輸電技術新生代中的‘戰(zhàn)斗機’”

不僅有著一堆令人羨慕的頭銜，前一段時間它還走出國門，代表國家電網(wǎng)去為英國人民建設電網(wǎng)呢。

何為柔性直流技術?

柔性直流是繼交流、常規(guī)直流之后，以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術，是目前世界上可控性最高、適應性最好的輸電技術。 適用于可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電并網(wǎng)、孤島供電、城市配電網(wǎng)的增容改造等。

柔直技術“柔”在哪里?

所謂柔性，主要指運行控制靈活、智能化程度高。在傳統(tǒng)的輸電技術下，比如要解決分散海島供電問題，一般采用大投入的“剛性”辦法，建大跨度的跨海輸電線路，或者干脆在海島上建大電廠。但這樣的剛性大投入不經(jīng)濟，且也難以接納海島已有的風力發(fā)電等新能源。柔性直流輸電技術則能提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，增強系統(tǒng)對清潔能源的消納能力，提高配電網(wǎng)可靠性和靈活性，就像個太極高手，具有“以柔克剛”的本領。如果說特高壓直流像大飛機，容量大、效率高、距離遠，柔性直流就像直升機，靈活、便捷。

比傳統(tǒng)輸電工程強 在哪?

與傳統(tǒng)直流相比：

與傳統(tǒng)直流相比，柔性直流的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在孤島供電、多端互聯(lián)、無功功率控制等方面。如在孤島供電中，常規(guī)直流輸電是點對點單向輸電，不能向沒有電源點的電網(wǎng)送電，就像沒有港口大船難以靠岸，不能有效解決孤島供電問題。采用柔直輸電技術，意味著在沒有港口的島嶼之間開行了登陸艇，可實現(xiàn)電能靈活雙向調配，直接向無電源電網(wǎng)供電，分布在分散海島上的風電電能，也能及時聯(lián)網(wǎng)送出。在有功和無功控制方面，如果將有功功率和無功功率比作淋浴房中的熱水管和冷水管，柔性直流輸電技術就相當于水管中的水泵，可靈活調解冷水和熱水的流向、水量、比例等，可以對有功和無功功率進行獨立控制。

與交流輸電相比：

柔性直流的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在長距離輸電、可再生能源消納、異步聯(lián)網(wǎng)等方面。如在長距離電纜輸電中，交流電纜越長，電能損耗越高，輸送的有效電能越少，就像燒好的開水沿著管子往外送，管子越長，水溫越低，末端用戶就用不上熱水了;柔性直流則相當于一根保溫管，即使到末端用戶，水溫都是恒定的。

更為重要的是，柔性直流輸電可攜帶來自多個站點的風能、太陽能等清潔能源，通過大容量、長距離的電力傳輸通道，到達多個城市的負荷中心，這為新能源并網(wǎng)、大城市供電等領域提供了一種有效的解決方案。

成 果

◆2011年，我國投運亞洲首個具有自主知識產(chǎn)權的柔直工程——上海南匯風電場柔直工程

◆2014年，建設世界首個五端柔直工程——浙江舟山五端柔直工程

◆2015年，建設廈門±320千伏柔性直流輸電科技示范工程

◆2017年2月，張北可再生能源±500千伏柔直示范工程設計啟動

NO.2 虛擬同步機技術

清潔能源發(fā)展迅速，但在很長一段時期內(nèi)，仍需要追蹤同步電網(wǎng)，實現(xiàn)其即插即用與自主協(xié)調運行。如何保證這些新接入的分布式能源與電力系統(tǒng)兼容成為當務之急。

100多年以來，電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷變大，這主要歸功于同步發(fā)電機的同步機制。一般說來，分布式電源主要通過并網(wǎng)逆變器接入電網(wǎng)。并網(wǎng)逆變器必須轉換為電壓控制，難以實現(xiàn)無縫切換。如果能使并網(wǎng)逆變器具有類似同步發(fā)電機的運行特性，那么必將大幅提升分布式發(fā)電的并網(wǎng)安全性與運行適應性。

虛擬同步機正是這樣一種技術，它使得并網(wǎng)逆變器能夠模擬同步發(fā)電機的運行機理、功率調節(jié)等特性，從而能夠促進風電、光伏發(fā)電上網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性，防止脫網(wǎng);對電網(wǎng)有天然友好性，可實現(xiàn)全網(wǎng)唯一頻率運行，真正實現(xiàn)“同步”。

目前國家電網(wǎng)公司規(guī)劃在張北風光儲輸基地開展示范工程建設，建設世界容量最大的虛擬同步機示范工程。計劃于2017年年底建成。

NO.3 調相機技術

隨著我國特高壓直流的快速發(fā)展、清潔能源的大規(guī)模開發(fā)，部分地區(qū)動態(tài)無功儲備下降、電壓支撐不足的問題愈發(fā)突出，電壓穩(wěn)定問題成為大電網(wǎng)安全穩(wěn)定的主要問題之一。這客觀要求直流大規(guī)模有功輸送，必須匹配大規(guī)模動態(tài)無功，即“大直流輸電、強無功支撐”。為提高電網(wǎng)動態(tài)無功補償能力，需要在電網(wǎng)中加裝調相機等動態(tài)無功設備，提高電網(wǎng)動態(tài)無功補償能力。

與我國上世紀裝設的調相機不同，當前電網(wǎng)企業(yè)研制的調相機有了很大創(chuàng)新。目前研制的新型調相機具備大容量、少維護的特點，同時其無功補償能力和過載能力相比傳統(tǒng)調相機大大提高，是提升電網(wǎng)運行安全性、滿足系統(tǒng)穩(wěn)定要求的新一代設備。

目前國家電網(wǎng)公司已規(guī)劃在多個特高壓直流工程送受端換流站或近區(qū)電網(wǎng)，以及北京、西藏地區(qū)電網(wǎng)加裝多臺調相機，以滿足系統(tǒng)動態(tài)無功需求。以華東電網(wǎng)為例，在長三角地區(qū)加裝多臺調相機，可有效減少多回直流同時換相失敗的概率。

NO.4 統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)

統(tǒng)一潮流控制器(UnifiedPowerFlowController，UPFC)可針對常規(guī)電網(wǎng)建設、改造和運行中難以解決的潮流控制、供電能力提升等難題，通過大功率電力電子技術的應用，使電網(wǎng)潮流由自然分布轉變?yōu)橹悄芑`活控制，在保持現(xiàn)有網(wǎng)架結構不變、不新建輸電通道的前提下，有效解決上述難題。

通俗地說，UPFC裝置加裝于電網(wǎng)后，相當于給其安裝了可調節(jié)電流通過的“紅綠燈”，以點帶面，實現(xiàn)對電力潮流的精準控制，充分挖掘現(xiàn)有電網(wǎng)的輸電能力，實現(xiàn)對電力傳輸?shù)闹悄苷{控，可大幅提升現(xiàn)有資源條件下的供電能力，保證用電負荷安全穩(wěn)定供給，有效減少用電高峰居民停電(這和我們的生活息息相關)。

NO.5 半波長技術

我國的一次能源基地與負荷中心相距甚遠，如新疆煤電基地、西藏水電基地到東部負荷中心的距離約3000公里。對超遠距離、超大容量的電力輸送，半波長輸電技術具有經(jīng)濟性和穩(wěn)定性等優(yōu)勢，是一種可行的解決方案。

由電路原理可知，輸電本質上是波的傳播過程。當線路足夠長時，在傳輸功率極限和沿線電壓分布等方面會出現(xiàn)許多與常規(guī)輸電線路不同的特性。

半波長輸電正是根據(jù)交流線路長度等于一個工頻半波，即3000公里(50赫茲)時，輸送功率極限可以達到無窮大這一特性而確定的輸電方式(適用于理想的無損線路)。

半波長技術可用于點對網(wǎng)遠距離大容量輸電，無需安裝無功補償設備，全線無需設置中間開關站，可以和直流輸電系統(tǒng)一樣實現(xiàn)點對點或點對網(wǎng)輸電，但在輸電距離方面不如直流輸電靈活。半波長技術還可用于送端電網(wǎng)與受端電網(wǎng)之間的聯(lián)網(wǎng)。此外，可利用半波長線路進行“立體電網(wǎng)”構建。“立體電網(wǎng)”可極大改變電網(wǎng)形態(tài)，大大縮短落點之間的電氣距離，顯著改變同步電網(wǎng)的結構，明顯改善同步電網(wǎng)的穩(wěn)定性。