目前已經(jīng)暴露的不足
①受端電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐不足：直流大量替代本地電源開(kāi)機(jī)，面對(duì)電壓擾動(dòng)，直流系統(tǒng)暫態(tài)響應(yīng)與常規(guī)機(jī)組相反，惡化電壓穩(wěn)定性。
②送端短路容量不足：未來(lái)多能互補(bǔ)基地以風(fēng)、光電力電子裝置并網(wǎng)為主，無(wú)法提供短路容量支撐，在無(wú)功擾動(dòng)下電壓波動(dòng)巨大。
③高比例受電地區(qū)電壓支撐不足：隨著大城市等負(fù)荷中心火電逐步關(guān)停，對(duì)外來(lái)電依賴(lài)加大，負(fù)荷高峰期電壓穩(wěn)定問(wèn)題突出。
以上可通過(guò)配置調(diào)相機(jī)、SVG等動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備予以部分解決，但成本高、運(yùn)維難度大。
直流輸電是新型結(jié)構(gòu)性機(jī)會(huì)
南方電網(wǎng)日前發(fā)布“十四五”電網(wǎng)規(guī)劃，總投資額約6700億元，較“十三五”總投資增長(zhǎng)約22％。
目前國(guó)家電網(wǎng)預(yù)計(jì)總投資較“十三五”增長(zhǎng)約10％，兩網(wǎng)合計(jì)增長(zhǎng)約15％左右。
由于我國(guó)電網(wǎng)網(wǎng)架日趨完善，供電可靠性普遍較高，電力供應(yīng)呈現(xiàn)整體寬松態(tài)勢(shì)。
從投資額總量看，重現(xiàn)兩位數(shù)的年化增長(zhǎng)率已無(wú)可能。
在此前提下，應(yīng)放棄總量仍將大幅度增長(zhǎng)的幻想，重視新型電力系統(tǒng)背景下的結(jié)構(gòu)性機(jī)會(huì)。
［多能互補(bǔ)電源體系＋特高壓直流輸電送出通道］，是新型電力系統(tǒng)針對(duì)新能源的主流解決方案，國(guó)內(nèi)新一輪特高壓項(xiàng)目建設(shè)將大規(guī)模開(kāi)展。
［柔性直流＋常規(guī)直流］優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
柔性直流技術(shù)是直流輸電的升級(jí)和進(jìn)化，該技術(shù)在保持傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)機(jī)床上，并依靠基于IGBT器件能關(guān)斷特性的脈寬調(diào)制技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)有功、無(wú)功功率的獨(dú)立控制。
通過(guò)采用基于全控型電力電子器件（如IGBT、GTO）的電壓源型換流器（VSC），柔性直流輸電克服了常規(guī)直流技術(shù)的缺陷：
可向孤島供電；無(wú)換相失敗問(wèn)題；不需要無(wú)功支撐；有功、無(wú)功可獨(dú)立控制；可實(shí)現(xiàn)多端直流電網(wǎng)。
因此，柔性直流特別適合海島供電、海上風(fēng)電送出等場(chǎng)景。
若采用柔性直流技術(shù)建設(shè)特高壓直流受端換流站，或?qū)Υ媪繐Q流站行改造，便可降低對(duì)受端電網(wǎng)電壓支撐能力的需求，減小換相失敗的概率，提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定性。
國(guó)家電網(wǎng)規(guī)劃“十四五”期間特高壓交直流工程總投資3002億元，新增特高壓交流線路1．26萬(wàn)公里、變電容量1．74億千伏安，新增直流線路1．72萬(wàn)公里、換流容量1．63億千瓦。
相對(duì)傳統(tǒng)的直流輸電，柔性直流輸電以IGBT等高頻率、可控性電力電子器件為核心。
在集成傳統(tǒng)常規(guī)直流幾乎全部?jī)?yōu)點(diǎn)的同時(shí)兼具無(wú)功率補(bǔ)償、無(wú)換相失敗、可向孤島供電及能進(jìn)行多端系統(tǒng)構(gòu)建等特點(diǎn)，更加契合清潔能源的輸送。
而從市場(chǎng)空間看，在柔性直流技術(shù)加持下，直流輸電能夠解決風(fēng)電、光伏大規(guī)模送出和并網(wǎng)問(wèn)題。
柔性直流輸電有望依托自身接近火電同步發(fā)電機(jī)組的性能特質(zhì)成為未來(lái)電網(wǎng)升級(jí)方向之一。
柔性直流技術(shù)加持下，直流輸電不再存在技術(shù)限制，使用范圍得到擴(kuò)展。柔性直流技術(shù)是直流輸電的升級(jí)和進(jìn)化。
直流輸電不但可用于遠(yuǎn)距離（特高壓）輸電，還可用于柔直背靠背以及深遠(yuǎn)海上風(fēng)電送出。
但通過(guò)柔直，兩個(gè)電網(wǎng)可以不同步，完全隔離開(kāi)。不管各自出什么事故，雙方都互不干擾，最好的辦法就是柔性直流。
如此，未來(lái)依托風(fēng)光大基地和海上風(fēng)電，柔性直流必然快速發(fā)展。
高比例可再生能源＋柔直滲透
根據(jù)目前國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)“十四五”規(guī)劃況，預(yù)計(jì)2021－2025年將有10條左右的特高壓直流線路開(kāi)工。
南網(wǎng)正在積極推進(jìn)的中通道、南通道柔性互聯(lián)工程將成為一批柔直背靠背工程的樣板，在南網(wǎng)其他區(qū)域和國(guó)網(wǎng)中得到推進(jìn)。
結(jié)構(gòu)性變化核心在于直流輸電將大規(guī)模起量，在柔性直流技術(shù)加持下，直流輸電能夠解決風(fēng)電、光伏大規(guī)模送出和并網(wǎng)問(wèn)題。
在特高壓混合直流、柔直背靠背以及深遠(yuǎn)海上風(fēng)電送出三大應(yīng)用場(chǎng)景共同驅(qū)動(dòng)下，預(yù)計(jì)“十四五”期間直流輸電工程總投資規(guī)模將達(dá)4000億以上。
其中換流閥、IGBT、晶閘管等五年市場(chǎng)總需求在450億元，為相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈公司帶來(lái)充足彈性。
能夠?qū)⒍鄠€(gè)大型新能源基地接入直流系統(tǒng)，也能夠接入常規(guī)直流系統(tǒng)，通過(guò)改造完成新能源接入，以利用傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)資產(chǎn)，提升系統(tǒng)效益。
面臨成本與技術(shù)制約
與特高壓直流輸電工程相類(lèi)似，柔性直流工程的建設(shè)需要諸如IGBT換流閥、直流斷路器等核心設(shè)備，是工程的關(guān)鍵所在。
其中，柔性換流閥在總工程成本中的占比在25—30％左右，而換流閥中功率半導(dǎo)體組件又是換流閥中價(jià)值量占比最高的部分，由大量晶閘管、IGBT組成。
不過(guò)，當(dāng)下柔性直流技術(shù)依舊面臨成本和技術(shù)雙重制約，一方面，相對(duì)傳統(tǒng)直流，柔性輸電的成本是其1．8倍左右；
另一方面，柔性直流技術(shù)端雖已有多個(gè)示范項(xiàng)目投運(yùn)，但前期項(xiàng)目效果差強(qiáng)人意，整體仍有待進(jìn)一步認(rèn)證。
結(jié)尾：
可預(yù)見(jiàn)在未來(lái)清潔能源裝機(jī)容量不斷增加、多場(chǎng)景開(kāi)展應(yīng)用的背景下，發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的改變，柔性直流將是電網(wǎng)未來(lái)升級(jí)的必然趨勢(shì)。
部分資料參考：未來(lái)智庫(kù)：《直流輸電行業(yè)專(zhuān)題研究：“十四五”開(kāi)啟直流輸電黃金時(shí)代》，機(jī)器之能：《「海風(fēng)」撲面，化解凜冬之中的能源危機(jī)》
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