核心提示 柔(rou)性(xing)低(di)頻(pin)交(jiao)流(liu)輸(shu)電(dian)技(ji)術(shu)能(neng)讓(rang)新(xin)能(neng)源(yuan)發(fa)電(dian)設(she)備(bei)直(zhi)接(jie)輸(shu)出(chu)低(di)頻(pin)電(dian)能(neng)，實(shi)現(xian)廣(guang)域(yu)組(zu)網(wang)與(yu)電(dian)力(li)遠(yuan)距(ju)離(li)送(song)出(chu)。國(guo)網(wang)智(zhi)研(yan)院(yuan)牽(qian)頭(tou)組(zu)建(jian)產(chan)學(xue)研(yan)用(yong)聯(lian)合(he)攻(gong)關(guan)團(tuan)隊(dui)，曆(li)經(jing)9年研發，掌握了柔性低頻交流輸電係統成套設計、低頻裝備研發與試驗等核心技術，並在我國首批柔性低頻輸電示範工程中應用。
  再過一個多月
，杭州亞運會即將開幕。6月底投運的杭州220千伏柔性低頻交流輸電示範工程實現了杭州富陽
、蕭山兩大負荷中心互聯互通，為杭州亞運會主場館所在區域提供30萬千瓦的靈活電能支撐。這是當前我國電壓等級最高、輸送容量最大的柔性低頻輸電工程。
  該(gai)工(gong)程(cheng)采(cai)用(yong)的(de)柔(rou)性(xing)低(di)頻(pin)交(jiao)流(liu)輸(shu)電(dian)技(ji)術(shu)是(shi)我(wo)國(guo)原(yuan)創(chuang)的(de)輸(shu)電(dian)技(ji)術(shu)
，能(neng)夠(gou)支(zhi)撐(cheng)中(zhong)遠(yuan)距(ju)離(li)海(hai)上(shang)風(feng)電(dian)和(he)陸(lu)上(shang)邊(bian)遠(yuan)地(di)區(qu)新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)量(liang)大(da)規(gui)模(mo)高(gao)效(xiao)彙(hui)集(ji)送(song)出(chu)
，保(bao)障(zhang)國(guo)家(jia)能(neng)源(yuan)安(an)全(quan)供(gong)應(ying)，助(zhu)力(li)能(neng)源(yuan)轉(zhuan)型(xing)與(yu)“雙碳”目mu標biao實shi現xian。該gai項xiang技ji術shu還hai能neng促cu進jin西xi部bu新xin能neng源yuan產chan業ye與yu區qu域yu經jing濟ji發fa展zhan，實shi現xian東dong西xi部bu平ping衡heng協xie同tong發fa展zhan，推tui動dong形xing成cheng低di頻pin輸shu變bian電dian裝zhuang備bei新xin產chan業ye，帶dai來lai顯xian著zhu的de經jing濟ji與yu社she會hui效xiao益yi。
  國guo網wang智zhi能neng電dian網wang研yan究jiu院yuan有you限xian公gong司si作zuo為wei國guo內nei最zui早zao從cong事shi柔rou性xing低di頻pin交jiao流liu輸shu電dian技ji術shu研yan究jiu的de科ke研yan單dan位wei
，組zu建jian了le由you中zhong國guo科ke學xue院yuan院yuan士shi陳chen維wei江jiang擔dan任ren首shou席xi科ke學xue家jia，西xi安an交jiao通tong大da學xue、中國電科院、南瑞集團
、國網浙江電力等單位技術骨幹組成的產學研用聯合攻關團隊。攻關團隊依托1項國家重點研發計劃項目

、4項國家自然基金項目、13項國家電網有限公司重點項目
，曆經9年研發，掌握了柔性低頻交流輸電係統-裝備-試驗核心技術
，並成功應用於我國首批柔性低頻輸電示範工程。
  勇闖技術無人區，創立柔性低頻交流輸電係統構建理論
  “柔性低頻交流輸電借助電力電子技術，可以靈活選擇0～50hezifanweineideheshipinlv
，pinlvdiyugongpin，xianluzukangjianxiao，xianluyajianghechongdiangonglvxiao
，dianlanzailiuliangtigao

，kexianzhutishengshudiannengli，tongshijubeidianliuguolingkaiduan、易組網的優勢
，並且新能源發電設備可直接輸出低頻電能，無須增加變頻站。”國網智研院電力電子研究所柔性交流輸電裝備技術研究室主任陸振綱介紹道。
  柔性低頻交流輸電通常采用電壓源型換流器，實現交交換流，有功、無功可四象限運行，具備類似柔性直流輸電的柔性調控能力，如潮流靈活調節
、無功補償、電壓動態支撐等。
  國網智研院牽頭組建的柔性低頻交流輸電技術攻關團隊創立了柔性低頻交流輸電係統構建理論
，提出了計及係統運行方式最優、建設經濟性最優的柔性低頻交流輸電頻率優選方法
，以及新能源組網形態與係統構建方法。團隊還提出，柔性低頻交流輸電在70～250千米的海上風電送出場景中技術經濟優勢明顯，並可實現“沙戈荒”大型風電光伏基地100千米半徑廣域組網以及500千米內優選並網點位置。
  團隊牽頭承擔了杭州220千伏柔性低頻交流輸電示範工程的成套設計和交交換流器、可控避雷器等核心裝備研發，為工程成功投運打下了堅實基礎。
  研製高壓大容量低頻設備，實現柔性低頻交流輸電設備升級
  交交換流器作為柔性低頻交流輸電係統的“心髒”，對(dui)柔(rou)性(xing)低(di)頻(pin)交(jiao)流(liu)輸(shu)電(dian)技(ji)術(shu)的(de)推(tui)廣(guang)應(ying)用(yong)有(you)著(zhe)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)的(de)影(ying)響(xiang)。國(guo)網(wang)智(zhi)研(yan)院(yuan)研(yan)製(zhi)高(gao)壓(ya)大(da)容(rong)量(liang)模(mo)塊(kuai)化(hua)多(duo)電(dian)平(ping)交(jiao)交(jiao)換(huan)流(liu)閥(fa)
，揭(jie)示(shi)了(le)交(jiao)流(liu)到(dao)交(jiao)流(liu)的(de)異(yi)頻(pin)能(neng)量(liang)交(jiao)互(hu)作(zuo)用(yong)機(ji)理(li)，並(bing)應(ying)用(yong)於(yu)杭(hang)州(zhou)220千伏柔性低頻交流輸電示範工程，形成了核心裝備的全自主知識產權體係。
  同時，國網智研院攻克了低頻電氣設備關鍵技術
，掌握了低頻下外絕緣放電規律；攻克了低頻電流長燃弧開斷方法
，解決了長燃弧燒蝕觸頭難題，大幅延長了低頻斷路器壽命；提出低頻變壓器等線圈類設備輕型化
、緊湊化方案，滿足了具有高溫
、高濕、高鹽霧

、高維護成本特點的海上風電場景應用需求；研製了低頻可控避雷器，有效降低了係統操作過電壓水平
，為將來研製用於海上風電場景的耗能限壓裝置打下基礎。
  國網智研院電力電子研究所所長趙國亮介紹，依托國家重點研發計劃“柔性低頻輸電關鍵技術”項目，攻關團隊攻克了高壓大容量柔性低頻交流輸電係統成套設計、關鍵設備設計及優化
、控製保護等核心技術。在此基礎上，團隊形成了220千伏柔性交交換流器
、低頻變壓器、dipinkuaisuduanluqidengyixilieshijieshoutaishoutaoshebeichengguo，qiangzhanlequanqiurouxingdipinjiaoliushudianlingyuhexinzhuangbeiheguanjianjishuzhigaodian，weihouxujishutuiguangyingyongdiandinglejichu。
  建設柔性低頻交流輸電工程，為實現大規模推廣應用積累經驗
  目前

，國網智研院已構建了柔性低頻交流輸電係統與裝備試驗檢驗體係，具有一流的設備試驗、係統調試能力
，可為柔性低頻交流輸電工程成功投運提供技術支撐。近年來，國網智研院參與建設了浙江台州海島風電35千伏、杭州220千伏柔性低頻輸電示範工程
，實現柔性低頻交流輸電係統與設備的實證驗證。
  台州海島風電35千伏柔性低頻交流輸電示範工程於2022年6月投運。該工程改造了3台低頻風機，通過全功率變流器直接輸出20赫茲的低頻交流電，滿足柔性低頻交流輸電技術的電源側要求；在低頻變流器控製、低頻並網技術、低頻整機係統控製保護策略
、低頻建模與仿真技術、低頻測試技術等方麵取得重大突破，為海上風電柔性低頻交流輸電研發了關鍵技術裝備，探索了實施路徑。
  杭州220千伏柔性低頻交流輸電示範工程實現了500千伏富陽和昇光變電站供區30萬(wan)千(qian)瓦(wa)的(de)柔(rou)性(xing)潮(chao)流(liu)互(hu)濟(ji)，提(ti)升(sheng)了(le)電(dian)網(wang)事(shi)故(gu)支(zhi)援(yuan)能(neng)力(li)，提(ti)高(gao)了(le)亞(ya)運(yun)會(hui)場(chang)館(guan)靈(ling)活(huo)供(gong)電(dian)能(neng)力(li)。單(dan)站(zhan)換(huan)流(liu)閥(fa)可(ke)在(zai)靜(jing)止(zhi)同(tong)步(bu)補(bu)償(chang)器(qi)模(mo)式(shi)下(xia)運(yun)行(xing)
，提(ti)供(gong)30萬千乏的動態可調無功，穩定工頻交流母線電壓，降低交流係統故障誘發浙北

、紹興換流站換相失敗的風險，提升區域電網安全穩定性。該工程的成功投運為將來建設更高電壓等級
、更遠輸送距離
、更大傳輸容量的柔性低頻交流輸電係統積累了經驗。
  中國工程院院士湯廣福近日在接受央視采訪時表示
，柔性低頻交流輸電技術除了應用於城市內部電網互聯外，在中遠距離海上風電送出
、多島嶼互聯等場景也有著明顯的經濟優勢
，無須建設和運維大型海上平台，整體施工時間更短

、成本更低
、效率更高。除此之外，該技術還可應用於“沙戈荒”大型風電光伏基地送出與西部廣域弱電網等場景，實現並網點電壓的靈活調控及對工頻交流弱係統的主動支撐，提升電網穩定性。
  預計到2030年，我國海上風電開發規模將達9000萬千瓦，“沙戈荒”大型風電光伏基地總體規劃規模將達4.55億千瓦。隨著新能源開發規模的持續擴大
，柔性低頻交流輸電技術有望得到更廣泛的應用，為推動我國能源轉型、實現“雙碳”目標提供技術支撐。