西班牙和葡萄牙28日遭遇大规模停电,影响超过5000万伊比利亚半岛民众,交通、通信、医疗等关键领域一度瘫痪,法国南部等周边地区也受短暂波及。西班牙内政部宣布,进入国家紧急状态。
目前,官方尚未给出正式的停电原因,仍需时日调查确定。但葡萄牙国家电网公司(REN)称,一种“罕见的大气现象”导致温度严重失衡,出现大规模停电。
布鲁塞尔智库布鲁盖尔(Bruegel)的高级研究员乔治·扎赫曼称,当电网频率降至欧洲标准的50赫兹以下时,该系统遭遇了“发电厂的连锁断电”。
不管是什么原因,肯定是由于电流故障导致连锁脱网现象的发生。
而一种技术能够实现故障电流的精准控制,有效避免连锁脱网现象发生,这就是柔性直流输电技术!
柔性直流输电作为新一代直流输电技术,其在结构上与高压直流输电类似,是由换流阀站和直流输电线路(通常为直流电缆)构成。是一种以电压源换流阀、自关断器件和脉宽调制(PWM)技术为基础的新型输电技术,该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点。
柔性直流,中国领先,全球跟不上!
该技术主要掌握在中国企业手中,分别是国网南瑞和荣信汇科!
柔性直流技术具有诸多优势,对解决类似本次欧洲大停电事件能起到重要作用:
一、提高电网稳定性
(1)无换相失败问题:常规直流采用半控型器件,依赖电网换相,换相失败不可避免,而柔性直流采用全控型器件,不存在换相失败问题。在多回直流集中馈入的受端电网中,交流电网短路故障可能引起多回直流同时换相失败,导致功率瞬间跌落,甚至引发持续换相失败和直流闭锁,存在大面积停电风险。柔性直流技术的应用可扭转交直流相互影响导致系统稳定水平持续变弱的趋势,降低大面积停电的可能性。
(2)故障自愈能力强:如在比利牛斯山脉建设具有故障自愈能力的柔性直流骨干网架,可提升电网的冗余度,增强电网应对故障的能力,使电网在发生故障时能够快速恢复供电,减少停电时间和影响范围。
(3)动态无功支撑:柔性直流能在PQ平面的4个象限内瞬时实现有功功率和无功功率的独立控制,在交流系统故障时,可在容量允许范围内向交流系统提供有功功率支援和动态无功功率支撑,有助于稳定电网电压,防止电压崩溃引发的停电事故。
二、优化新能源接入
(1)适应新能源波动性:欧洲大力推进新能源发展,但新能源发电存在波动性和间歇性,如风电、光伏发电受天气等因素影响较大,其输出功率不稳定。柔性直流技术可以根据新能源发电的波动,灵活调整传输功率,实现对新能源发电的友好接入,提高新能源在电网中的消纳比例,避免因新能源发电的波动性对电网造成冲击而引发停电事故。
(2)多点接入与整合:该技术能够将多个大型新能源基地接入直流系统,实现不同地区、不同类型新能源的整合与优化配置,如将北海和大西洋的远海风电、芬兰和挪威的水电、非洲北部的太阳能接入电网,提高能源资源的利用效率,增强电网的供电可靠性和稳定性。
三、增强电网互联互济
(1)实现跨国输电与互济:欧洲各国电网之间的互联有助于实现电力资源的优化配置和互济互补。柔性直流技术可构建跨国的输电通道,如计划中的英吉利海峡柔性直流输电工程,能够将法国的核电与英国的风电、太阳能发电等进行互补,提高整个欧洲电网的供电可靠性和稳定性,降低大面积停电的风险。
(2)多端互联与灵活控制:柔性直流输电系统支持多端联网运行,可实现多个地区的电力输入和输出,并根据不同地区的需求灵活调整电力分配,提高电网的运行灵活性和可靠性,更好地应对各种突发情况和负荷变化,减少停电事故的发生。
四、提升电能质量与供电可靠性
(1)稳定电压和频率:柔性直流换流器可以快速、独立地控制有功和无功功率,有助于稳定电网的电压和频率,减少电压波动和频率偏差,为用户提供更高质量的电能,降低因电能质量问题导致的停电风险。
(2)增强供电可靠性:在一些特殊地区或重要负荷供电中,采用柔性直流输电可以提高供电的可靠性和可用性。如Cross Sound Cable工程,在2003年北美“8·14”大停电事故后,为长岛电力恢复提供了重要支撑,体现了其在保障供电可靠性方面的优势。
五、降低对传统电网的冲击
(1)减少短路电流冲击:与同步发电机相比,柔性直流在电网短路故障过程中提供的电流大幅减小,在电网联系紧密的负荷中心,通过柔性直流背靠背将交流电网分区,可拉大站点间电气距离,降低近区站点短路电流水平,缓解大电网短路电流过高的问题,提高电网的安全性和稳定性。
(2)降低故障传播风险:柔性直流输电系统具有一定的故障隔离能力,能够在故障发生时快速限制故障的影响范围,防止故障在电网中广泛传播和蔓延,从而避免因局部故障引发的大面积停电事故。
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