我国超高压柔性直流电缆技术迈入全球第一阵营

我国超高压柔性直流电缆技术迈入全球第一阵营当前化石能源渐渐枯竭，环境问题愈发严峻，众多因素导致能源转型成为国际热议话题。开发利用清洁能源成为共识，靠近用户端的分布式能源渐成燎原之势，全球能源互联网建设迫在眉睫，全部这些都需要更远输送距离、更高性能、更敏捷可掌握的电力传输手段，因此拥有超高电压等级、超大容量的柔性直流输电技术备受青睐。日前，世界最大输送容量、我国第一根±525kV 交联聚乙烯绝缘柔性直流电缆系统在中天科技研制成功。这不仅标志着我国超高压直流电缆技术跻身全球第一阵营，更为我国能源转型进展供给了更多可能，为输电方式变革和构建将来电网供给了一个崭的解决方案。柔性直流输电成将来电网进展方向柔性直流输电技术是20世纪90年月进展起来的一种型直流输电技术，它应用先进的电力电子技术为电网供给敏捷的掌握手段，将半控型电力电子器件升级为全控型电力电子器件，响应速度快、可控性好、运行方式敏捷。随着1997年第一个柔性直流输电工程的消灭，世界范围内关于柔性直流输电的争论始终处于格外活泼的状态。国内关于柔性直流输电技术的争论虽然开头的比较晚，但进展迅猛。2023年，上海市电力公司建设的上海南汇风电场柔性直流输电工程投运，这是亚洲首个具有自主学问产权的柔直工程，直流电压±30182023年，广东南澳±160千伏多端柔性直流输电示范工程投运，该工程攻克了多端柔性直流输电掌握保护这一世界难题，使我国在世界上领先把握了多端柔性直流输电成套设计、建设、调试和运行全系列核心技术，站在了世界输电技术的最前沿。2023年，国家电网公司在浙江舟山建设了世界首个五端柔性直流输电工程，承受±200千伏直流电压，分别在定海、岱山、衢山、洋山、泗礁建设一座换流站，实现多个海上风电场同时接入和电力输送。2023年，世界首个双极柔性直流输电工程——厦门±320千伏柔性直流输电科技示范工程正式投运，标志着我国全面把握了高压大容量柔性直流输电关键技术和工程成套力量，实现了柔性直流输电技术领域的国际引领。该工程在浙江舟山±200千伏柔性直流工程的应用基础上，将电压等级首次提升至±320千伏，从伪双极提升至真双极接线。从上海南汇风电场到广东汕头南澳岛，从浙江舟山五端柔直再到厦门320千伏双极柔直，标志着我国全面把握了高压大容量柔性直流输电关键技术和工程成套力量，我国柔性直流输电正在快速向高电压、大容量、多端、双极等多个争论方向开展实践和探究，柔性直流输电技术渐渐成为将来电网形态重要的进展方向。我国超高压直流电缆技术跻身全球第一阵营我国柔性直流输电技术建设已进入快速进展阶段，与此同时，可关断器件、直流电缆制造水平也迈上了台阶。近年来，我国超、特高压技术不断走出国门并在国际市场获得认可，与此同时，超、特高压关键设备制造技术还把握在国外巨头手中，尤其是直流输电技术的连接技术，我国迫切需要突破直流电缆技术发展瓶颈。世界最大输送容量、我国第一根±525kV 交联聚乙烯绝缘柔性直流电缆系统的成功，是中天科技继成功研制±160kV、±200kV 和±320kV直流电缆，及500kV沟通海底电缆后的又一突破性创，也标志着中国超高压直流电缆技术与欧洲、日本等兴旺国家处于同一先进水平。江苏中天科技股份〔以下简称中天科技〕是中国企业500强，起家于光纤通信，随着国家信息产业高速进展，并经过两次产业转型，现已形成通信、电力、能源、海洋系统、材料和精工装备等多元产业格局。本次研制成功的±525kV 柔性直流电缆系统是由中天科技股份全资子公司中天科技海缆自主完成的，在此之前，中天海缆还参与过国家三项柔直工程的直流海缆和直流陆缆的研制工作。±525kV柔性直流电缆是在实现了我国高压直流电缆从±160kV到±200kV再到±320kV的“三级跳”之后的又一次自我超越。中天科技争论院院长兼海缆争论所所长谢书鸿介绍说，公司决策层于2023年底打算启动研制工作，与上海交通大学、上海电缆争论所、全球能源互联网争论院、长缆电工等建立产、学、研、用研发机制，经过一年半的刻苦攻关，最终在2023年7月顺当通过国家电线电缆质量监视检验中心的全性能型式试验。±525kV据科学争论院高级技术专家傅明利博士介绍，目前只有瑞典、意大利、挪威、日本等少数几个国家的电缆行业巨头把握了±525kV直流电缆系统技术，但产品研制成功后也还没有完整的系统应用到实际工程中。但随着欧洲、美国等电力公司海上风电的进展，以及以柔性直流输电为骨干的超级电网的规划，为高压直流电缆供给了巨大的市场前景。傅明利博士认为，当中国的电力设备尤其是超高压、特高压直流输电设备的进展已经像中国高铁技术一样成为中国名片的时候，恰恰我们缺少一个关键技术，直流输电技术的连接技术，这次的重大突破对超、特高压直流输电走出国门，参与国际市场的竞争具有格外重大的意义。中天科技此次开发的±525kV柔性直流电缆代表国内挤包绝缘直流电缆的最高水平，主要有四大创：一是自主开发研制成功目前世界上最大的截面达3000mm²的型线阻水导体，这又开拓了一种型电缆导体技术，电压等级最高达525kV，是国内最高的；二是输电容量可达3000MW，比目前运行的±320kV直流电缆容135%，是世界一流的；三是实现电力传输+光纤通信+同步测温的光电一体化功能；四是超大尺寸电缆型金属屏蔽构造的工艺突破，使得本次研发的±525kV直流电缆外径比一样电压等级和规格的皱纹铝套型电缆减10%。全球能源互联网争论院电工材料争论所级高工陈认为，±525kV直流电缆系统的成功不仅推动了国产直流装备的研发技术水平，打破了将来真正全球能源互联的技术瓶颈，也为更高电压等级的研发奠定了根底，具有现实意义。对于国内直流装备真正走出去特别是走向高端市场打下了一个格外好的根底，柔直装备想要走出去，没有电缆作为关心和支撑的话是格外难的。柔性直流电缆前景分析柔性直流输电系统可以快速跟踪交直流电网各类参数的变化并根据指定的掌握策略快速做出相应调整。这种调整不仅快速，而且平滑，对系统的影响较小。与传统直流输电相比，柔性直流输电的优势主要表达在孤岛供电、有功功率与无功功率掌握等方面。如在孤岛供电中，常规直流输电是点对点单向输电，不能实现双向互通，因此不能向没有电源点的电网送电；承受柔直输电技术，可实现电能敏捷双向调配，直接向无电源电网供电。在有功和无功掌握方面，可以对有功和无功功率进展独立掌握，不再需要配置容量巨大的无功补偿装置，运行方式更加敏捷，系统可控性获得了极大的提升。与沟通输电相比，柔性直流输电的优势主要表达在长距离输电、能源消纳、本钱掌握等方面。如在长距离电缆输电中，沟通电缆越长，电能损耗越高，输送的有效电能越少，而柔性直流输电即使到末端，其电能都是恒定的。更为重要的是，柔性直流输电可携带来自多个站点的风能、太阳能等清洁能源，通过大容量、长距离的电力传输通道，到达多个城市的负荷中心，这为能源并网、大城市供电等领域供给了一种有效的解决方案。鉴于柔性直流输电技术特点,由其构成的系统可广泛应用于可再生能源接入、孤岛供电、城市供电、能源互联、分布式等领域。随着能源的快速进展，全球对柔性直流输电技术呈现出强劲的市场需求。可再生能源接入将来风电、光伏等清洁能源占比将会渐渐提高，承受柔性直流输电技术来进展风电、太阳能等功率输出波动较大的可再生能源接入,可以缓解由可再生能源输出功率波动引起的电压波动,改善电能质量。当沟通系统发生短路故障时,柔性直流输电系统能够有效地隔离故障,保证风电场的稳定运行。海上风电拿国内海上风电市场来说，《风电进展“”规划》明确指出，到20232.1亿千瓦以上，其中海上风电并网装机容量到达500万千瓦以上，而2023年我国海上风电装机容量仅仅增加了59万千瓦，这预示着“”期间，海上风电拥有很大市场。国际市场来看，欧洲多岛国，欧洲电网的海上风电需求大，且欧洲风电机组较大，因此，海上风电场输出电力时，就需要更高电压等级、更大容量的电缆。据 CIGRE测算,在距离大陆60km以上的海上风电场,柔性直流输电系统是唯一技术上可实现、经济上可承受