方案篇
大连南部电网从“C”到“O”为什么非柔性直流不可?
交流方案和普通直流方案都存在占地较大、输送能力不足、安全性较差等不利之处
从满足经济社会发展对的电力需求、避免自然灾害影响大连南部电网供电角度来看,开辟跨海输电通道显得极为必要。但,大连跨海输电,一定需要一条柔性直流输电线路吗?
国网智能电网研究院专家贺之渊告诉记者,根据工程前期研究,大连跨海输电通道有采用交流方案、直流方案两种思路。
先看交流输电技术方案。贺之渊称,如果采用交流方案、实施大连市区南部电网增容改造,则存在重新形成电磁环网、输送能力严重不足、征地施工难度大等问题。
具体来看,若采用交流方案,将导致大连500千伏金家变与雁水变220千伏间重新形成有重大事故隐患的高低压电磁环网,这显然是与大连电网解环运行、提高供电可靠性的要求背道而驰。在这种情况下,若大连雁水同塔4回线路同时故障,就可能导致100万千瓦以上电力瞬间转移到新建交流输电线路,从而引起新建交流线路过负荷。而且,如采用交流架空线方案,因大连市南输电走廊紧张,部分老旧变电站改造扩建将十分困难。另外,如果采用交流电缆作为传输线路,需要新征土地用于加装并联补偿装置,而交流电缆必须分开敷设在不同电缆沟中,整体施工难度较大。
那么,采用直流输电技术方案呢?贺之渊介绍,若采用直流方案,存在常规直流与柔性直流两种方案。其中,常规直流的换流站占地较大,对于寸土寸金的大连市区来说经济性欠佳。另外,常规直流所联接的交流电网必须是强电网,而大连市区南部没有足够的电源容量。另外,常规直流输电自身不能维持电压和频率的稳定,无法提升电网的供电可靠性和供电质量。
在分析了交流方案和普通直流方案的不利之处后,专家将眼光放在了柔性直流方案上。他们认为,考虑大连市区南部地区特殊的地理环境及对电网供电能力和可靠性的要求,采用柔性直流输电技术是一个较好的方案。
柔性直流输电线路技术是20世纪90年代开始发展的一种基于全控电力电子器件的新一代直流技术,是普通直流输电技术的更新换代,具有环保性好、占地面积小等突出优点,为可再生能源发电并网、大型城市中心和孤岛供电等领域提供了一个崭新的解决方案。
柔性直流输电不增加短路电流,也不存在电磁环网问题,而且能稳定提供有功功率。贺之渊说,采用柔性直流,即使大连北部地区同塔四回线路同时发生故障的极端情况,也不会出现交流方案中所存在的功率瞬间转移,从而可最大限度地保障大连市南地区的供电可靠性。柔性直流输电还能改善大连南部电网电能质量和可靠性,具备黑启动能力。
另外,从施工角度看,柔性直流工程施工较为方便。专家介绍,采用柔性直流无需新征地来加装补偿装置,所需两根电缆可直接捆绑在一起,敷设在同一条电缆沟中,这样,输电走廊审批较为容易。
对比交流、普通直流、柔性直流方案后,专家发现,大连电网第二条输电通道采用跨海柔性直流技术,将实现大连市区现有的“C”形供电结构到“O”形环形结构的完美闭合,彻底解决大连市区南部第二路电源问题。