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世界首個直流電網——張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程，在經過了168小時調試和試運行之后，于6月29日正式投運。張北地區富集的可再生能源成功接入首都電網，2022年北京冬奧會所有場館實現奧運史上首次100%清潔能源供電有了保障，北京全市用電負荷的1/10也就此實現清潔化。

“此前(qian)所有(you)的電(dian)(dian)網(wang)(wang)都是交(jiao)流電(dian)(dian)網(wang)(wang)。”國家電(dian)(dian)網(wang)(wang)有(you)限公司有(you)關(guan)負責(ze)人表示(shi)，由(you)于(yu)受交(jiao)、直流輸電(dian)(dian)本(ben)身(shen)技術特性所限，直流輸電(dian)(dian)主要用于(yu)點(dian)(dian)對(dui)點(dian)(dian)、遠距(ju)離、大(da)容量電(dian)(dian)源(yuan)外送，而(er)不能組(zu)網(wang)(wang)；交(jiao)流輸電(dian)(dian)則(ze)可(ke)以滿足(zu)常規電(dian)(dian)源(yuan)送出和電(dian)(dian)網(wang)(wang)互聯(lian)需求，且成本(ben)低。

以風電(dian)、光伏發電(dian)為代表(biao)的(de)“隨機性(xing)、波動性(xing)、間歇性(xing)可(ke)再生(sheng)能源(yuan)的(de)大規模(mo)接入(ru)，對(dui)傳統輸電(dian)方式提出了巨大挑戰(zhan)”，按國網(wang)(wang)公司特高(gao)壓部(bu)主任王紹武(wu)的(de)說法，可(ke)再生(sheng)能源(yuan)接入(ru)電(dian)網(wang)(wang)，“遇到原理(li)性(xing)障礙”。

對此，國(guo)網(wang)(wang)經研院直(zhi)流(liu)(liu)(liu)中心主任樂波解釋，交(jiao)流(liu)(liu)(liu)電網(wang)(wang)需要同時關注(zhu)有功和無功平衡，功率流(liu)(liu)(liu)向是靠(kao)電網(wang)(wang)的自(zi)然阻抗特性分布，可控性差，不靈(ling)活；而直(zhi)流(liu)(liu)(liu)輸電能(neng)夠(gou)平抑(yi)隨機波動的功率，保證負荷平穩(wen)供電，更適合大規模可再(zai)生能(neng)源接入，但由于(yu)“直(zhi)流(liu)(liu)(liu)電流(liu)(liu)(liu)沒有過零點，直(zhi)流(liu)(liu)(liu)斷路器、大容量換流(liu)(liu)(liu)閥等設(she)備研發難(nan)(nan)度大，控制系(xi)統復雜(za)”，在柔性直(zhi)流(liu)(liu)(liu)技術成熟之前，“直(zhi)流(liu)(liu)(liu)組網(wang)(wang)很難(nan)(nan)實(shi)現(xian)”。

柔性直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)（flexible）是(shi)20世(shi)紀90年代興起的(de)以電(dian)壓(ya)源換流(liu)(liu)(liu)(liu)器為核心的(de)新一代直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)輸電(dian)技術。國(guo)網冀北電(dian)力建設部主任田生林用(yong)“一個完(wan)全(quan)可(ke)控的(de)水(shui)泵”來比喻，它能夠精準控制水(shui)流(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)方向、速(su)度和流(liu)(liu)(liu)(liu)量，從水(shui)源地準確地供水(shui)給用(yong)戶；某個水(shui)管壞了(le)，可(ke)借助其他水(shui)管繼續供水(shui)，“這在(zai)傳統交流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)網是(shi)不可(ke)想象的(de)”。

田生林分(fen)析，這一“柔(rou)性(xing)”、靈(ling)活(huo)特(te)征(zheng)，緣于它采用(yong)(yong)最(zui)先(xian)進的(de)電壓(ya)源(yuan)型(xing)換流(liu)(liu)器(qi)(qi)（VSC）和類(lei)似(si)(si)集成電路的(de)全控(kong)器(qi)(qi)件（IGBT），與傳(chuan)統直流(liu)(liu)采用(yong)(yong)類(lei)似(si)(si)開關的(de)半控(kong)型(xing)晶閘管器(qi)(qi)件相(xiang)比，“可控(kong)能(neng)(neng)力強、功率(lv)調節(jie)速度快、運行(xing)方式靈(ling)活(huo)”，能(neng)(neng)夠有效抑(yi)制交(jiao)流(liu)(liu)電壓(ya)波(bo)動，減少功率(lv)波(bo)動對受端電網的(de)影響。所以是破解新能(neng)(neng)源(yuan)大規模并網消納難題的(de)“金(jin)鑰匙”。

配(pei)制出這把“金鑰匙”，卻不是一件(jian)容易的事情。王紹武指出，柔直技術(shu)在大(da)規模可再生能(neng)源(yuan)送出等場景的工業化應(ying)用，面臨組(zu)網技術(shu)空白、輸電能(neng)力受(shou)限(xian)、運行(xing)可靠性低等三大(da)世界級技術(shu)難題，都極具挑戰性。

張(zhang)(zhang)(zhang)北柔直工程總投資125億元(yuan)，新(xin)建(jian)張(zhang)(zhang)(zhang)北、康保、豐(feng)寧和北京4座換(huan)流站(zhan)，額定電壓±500千伏，額定輸(shu)電能(neng)力450萬(wan)千瓦，輸(shu)電線路長度666千米。張(zhang)(zhang)(zhang)北、康保換(huan)流站(zhan)為(wei)送電端(duan)，接(jie)入(ru)新(xin)能(neng)源(yuan)，豐(feng)寧站(zhan)為(wei)調解端(duan)，接(jie)入(ru)抽水蓄能(neng)，北京站(zhan)為(wei)接(jie)收端(duan)，接(jie)入(ru)首(shou)都負荷中心(xin)。工程于2017年12月獲(huo)國家發改委核準，2018年2月開工建(jian)設。

工程采用我國原創、領先世(shi)界的柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)直(zhi)流(liu)電(dian)網(wang)新(xin)技術，創造(zao)了12項(xiang)世(shi)界第(di)一，在上(shang)述三大世(shi)界級挑戰上(shang)均取(qu)得突破：提(ti)(ti)出(chu)并攻克(ke)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)直(zhi)流(liu)組網(wang)技術，建成(cheng)世(shi)界首個真正具(ju)有網(wang)絡特性(xing)(xing)(xing)的直(zhi)流(liu)電(dian)網(wang)；將柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)直(zhi)流(liu)的輸(shu)電(dian)容(rong)量提(ti)(ti)升至常規直(zhi)流(liu)水平，攻克(ke)了制約我國柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)直(zhi)流(liu)發展的關鍵核心問(wen)題；將柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)直(zhi)流(liu)的可靠性(xing)(xing)(xing)提(ti)(ti)升至常規直(zhi)流(liu)水平，使(shi)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)直(zhi)流(liu)輸(shu)電(dian)的大規模工業(ye)化應用成(cheng)為可能。

國網方面表示，張北(bei)柔(rou)直(zhi)(zhi)工(gong)程采用全新(xin)的柔(rou)性(xing)(xing)直(zhi)(zhi)流電(dian)(dian)網技術，獲得了(le)超越新(xin)能(neng)(neng)源特性(xing)(xing)和常規輸電(dian)(dian)技術的高可(ke)控性(xing)(xing)，從根本上(shang)提高了(le)電(dian)(dian)網對可(ke)再生能(neng)(neng)源的駕馭能(neng)(neng)力。大規模清潔(jie)能(neng)(neng)源可(ke)不依賴交流電(dian)(dian)網的有無和強弱，不需要傳(chuan)統(tong)能(neng)(neng)源發電(dian)(dian)的支撐，直(zhi)(zhi)接孤(gu)島(dao)接入柔(rou)直(zhi)(zhi)電(dian)(dian)網。以柔(rou)直(zhi)(zhi)電(dian)(dian)網為(wei)中心(xin)，“多點匯集”，“多能(neng)(neng)互(hu)補(bu)”，“時(shi)空(kong)互(hu)補(bu)”，“源網荷協同”，實現可(ke)再生能(neng)(neng)源側(ce)自由“波動(dong)”發電(dian)(dian)和負荷側(ce)可(ke)控“穩(wen)定”供電(dian)(dian)，解(jie)決“純”清潔(jie)能(neng)(neng)源大規模消納難(nan)題。

國(guo)家能(neng)(neng)源局介紹(shao)，全世界大(da)量待開發的(de)可再生能(neng)(neng)源都處于電(dian)網薄弱地(di)區(qu)，張(zhang)北的(de)問題具有典型性(xing)。張(zhang)北柔(rou)直工程的(de)創新實踐，開拓了(le)可再生能(neng)(neng)源大(da)規(gui)模開發利用和友好(hao)消納的(de)新道(dao)路。國(guo)家能(neng)(neng)源局副局長劉(liu)寶華表示，“未來我(wo)們還要建設更多(duo)、更高(gao)水平的(de)柔(rou)性(xing)直流工程”。