智能電網發展與高壓直流輸電研究

張 振，王貞寶，李海瀟（山東新河礦業有限公司，山東 濟寧 272400）

智能電網發展與高壓直流輸電研究

張 振，王貞寶，李海瀟
（山東新河礦業有限公司，山東 濟寧 272400）

隨著電網建設步伐的加快，新能源發電技術的應用也成為世界各國關注的焦點。然而以往電網建設中，采用的多為交流輸電方式，很難與職能電網中對高壓直流輸電的要求相適應，導致智能電網發展受到極大程度的制約。這就要求在發展智能電網中，進一步明確高壓直流輸電的優勢，保證其能為智能電網建設提供支撐。本文將對國內外智能電網規劃現狀、智能電網與高壓直流輸電的特征以及未來發展的建議進行探析。

高壓直流輸電；智能電網；規劃；建議

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.124

0　前言

經濟快速發展背景下，能源資源短缺問題也日益凸顯出來，其也直接引發一系列環境問題，如溫濕氣體排放等，極大程度上影響可持續發展目標的實現。此時，能源資源高效利用、優化配置等顯得極為重要，如在電網建設方面，需以能源的利用為依托，規劃建設智能電網。但如何保證智能電網建設目標實現，又需考慮將高壓直流輸電引入其中。因此，本文對高壓直流輸電、智能電網的相關研究，具有十分重要的意義。

1　國內外智能電網規劃現狀

智能電網規劃是當前世界各國電網建設的重點內容。本文在研究中主要選取歐洲國家、美國以及中國等智能電網規劃現狀作為實例，對智能電網規劃情況進行分析。首先，從歐洲國家電網發展情況看，由于歐洲在經濟發展過程中致力于將環境保護、能源建設等融入其中，所以在電網建設方面也提出能源供應網等策略，以其中超級電網為例，強調借助潮汐能、風能等資源，可使傳統資源的消耗減少許多，且以往溫室氣體排放問題也將得以改善。同時，超級電網建設下，也將充分利用高壓直流輸電方式，其可滿足大容量遠距傳輸、新能源并網等要求，電力消費區的用電需求都可得到滿足。其次，對于美國智能電網建設，其可被置于國家戰略高度，強調在超級電網上不斷突破。如SPPS、PJM、Midwest ISO等要求在2024年，東部電網聯網建設中，需從電力輸送、新能源建設兩條線路方面著手，確保新能源得以充分利用。同時，在規劃中也要求做到統一、智能，其中的統一主要指連接北美分散電網，使新能源可覆蓋大多區域。而智能表現在新技術如自動控制、信息通信以及傳感測量等運用下，使電力供應更為安全、可靠。另外，我國電網建設中，由于面臨嚴重的能源分布不均情況，如太陽能在北部、西部地區較為豐富，而風電資源在東南沿海、背部與西部地區較為豐富，其他水力資源、煤炭等分布也極不均勻。

2　智能電網和高壓直流輸電研究

2.1智能電網發展特征分析

智能電網建設在當前新能源利用背景下，強調以高效、環保作為主要方向，其呈現的特點主要表現在：第一，分散的電源分布。能源資源分布處于不均勻狀態，也直接導致電場分布較為分散，如江河地區以水力發電為主、高原地區為太陽能或風力發電。第二，智能化特點。在發電形式趨于多樣化的背景下，發電場分布極不均勻，這為實際調配電力資源帶來極大難題。此時，為保證電力資源得以配置，需使電力系統達到智能化標準。第三，超級化特點。如歐美國家電網建設中提出的超級電網，其也將成為我國電網建設的重要目標。超級電網建設下，要求解決以往能源應用下存在的間歇性特征問題，確保電力系統運行更為穩定［2］。

2.2高壓直流輸電特征分析

我國當前智能電網建設中，直流輸電工程所占比重極高，其具有輸送容量大、電壓等級高等特征。對比交流輸電，高壓直流輸電在電網建設中的優勢表現為：①遠距離電纜輸電要求得以滿足，交流輸電很難達到這一標準；②輸電損耗優勢較為明顯，長距離輸電中，高壓直流輸電不會對輸電走廊過多占用，損耗極低；③系統穩定性較強，如交流系統在相同或不同額定頻率下，不會以同步互聯方式為主，加上輸電可被有效控制，對系統穩定性的提高可起到明顯作用；④柔性直流輸電引入其中，在無功功率、有功功率等方面都能被有效控制，且無需將換相電源引入，便能使負荷接入、電源接入等要求得到滿足。此外，直流輸電中，假若輸電處于正常狀態，無電容電流，所以也不必考慮進行無功補［3］。

3　智能電網和高壓直流輸電發展建議

智能電網未來發展中將更注重引入新能源，并將超級電網作為主要發展方向。從歐美國家超級電網建設現狀便可發現，超級電網中融入智能電網建設中的許多優勢，可使不同區域供電需求都得到滿足。但需注意的是超級電網本身作為較為專業、復雜的系統工程，實際建設中將面臨較多技術難點，要求采取分階段建設的方式。我國在超級電網建設中可考慮從五個階段著手，即：第一，在常規發電上不斷建設。常規發電廠在社會經濟發展中扮演重要角色，要求在建設中擴大其發電容量，不斷完善交流區域電網。第二，在水力發電廠建設上不斷加強。可考慮將高壓直流輸電引入其中，利用其將大型水力發電廠中的電力資源向其他區域輸送，有利于電力資源的有效配置。第三，新能源應用。能源的引入將成為電廠建設中需考慮的主要內容，要求通過新能源使發電量有限、環保問題都得以解決。第四，新能源發電基地。該階段主要強調以相應的技術為依托，增加系能源發電比重，利用遠距離輸送、并網技術等實現能源的輸送，這也是推動直流輸電工程的重要方式。

4　結論

智能電網的建設是我國未來電網發展的重要方向。實際發展智能電網中，應正確認識當前智能電網規劃的主要現狀，對比國內外智能電網發展特點，在此基礎上分析我國智能電網建設的特征以及直流輸電工程的應用，可考慮在未來智能電網建設中充分發揮高壓直流輸電的優勢，可結合不同區域電力資源情況，采取分階段建設方式，以此推動我國電網建設進程的加快。

［1］姚良忠，吳婧，王志冰，李琰，魯宗相.未來高壓直流電網發展形態分析［J］.中國電機工程學報，2014（34）：6007-6020.

［2］楊帆，趙書強.智能電網的發展對大電網可靠性評估的影響［J］.電網與清潔能源，2013（10）：24-30+36.

［3］曹均正，郭煥，魏曉光，查鯤鵬.智能電網發展與高壓直流輸電［J］.智能電網，2013（02）：1-6.