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从“硬刚”到“双柔” 甘肃的风光“乘坐”特高压“抵达”浙江都经历了什么?

穿越2000公里,跨越沙漠戈壁。当甘肃的风光“乘坐”特高压“抵达”浙江,一场关于“驯服”与“被驯服”的能源博弈正在上演。这次,我们不拼“硬度”,拼“柔韧”。

如果电力也有“情绪”,那甘肃的风光,大概是“狂躁型”的

故事的开始,我们先把镜头从浙江移开,推向2000多公里外的甘肃。

那里有壮阔的“沙戈荒”基地,也是中国绿电的超级蓄水池。截至2025年8月,甘肃新能源装机量已达7463.23万千瓦。这是什么概念?如果这些电能全部平稳输出,足够点亮大半个浙江。

甘肃风电光伏新能源资源丰富|郭邵坤 摄

但问题就出在“平稳”二字上。

风,想刮就刮;光,有云就停。

这些大自然的馈赠,本质上是“靠天吃饭”。在电网人的眼里,这种电不仅波动大,而且有点“任性”。

如果把电网比作一艘在大海中航行的巨轮。传统的火电,就像是沉甸甸的“压舱石”。它能稳住船身。而风光电,则像是甲板上忽重忽轻的货物。

当“压舱石”越来越少,波动的货物越来越多,电网抵御风浪的能力,就会面临严峻考验。

这并非危言耸听。2025年4月发生在欧洲的“西葡大停电”就是前车之鉴。

据报道,2025年4月28日,伊比利亚半岛遭遇了罕见的大规模停电,波及西班牙、葡萄牙及法国部分地区。

专家分析,事发时该地区的可再生能源发电占比极高。面对突发的线路故障,由于缺乏足够的传统电源支撑,电网频率瞬间跌落。短短几秒钟内,约15吉瓦(GW)的电力缺口击穿防线,最终引发了跨国界的连锁反应。

这就是全球能源界共同的痛点:想用绿电,又怕绿电太“作”

而对于“甘电入浙”工程来说,难度更是地狱级:要把这些“暴躁”的绿电,打包送往2000公里外,且必须保证一路平安。

传统特高压:我是“钢铁直男”,我不行

以前,西电东送,常用的是常规直流输电技术。

这就好比是用一根坚硬的“钢管”输水。它的优点是输送能力强、损耗小,主打一个“大力出奇迹”。

但缺点也致命:“钢管”太硬,它没弹性。

一旦甘肃的风光出力剧烈波动,或者浙江电网那边晃一下。因为中间没有缓冲,冲击力会直接“硬碰硬”地撞在设备上。

11月23日,在甘肃省平凉市静宁县,甘肃—浙江±800千伏特高压直流输电工程顺利完成跨越静天高速施工作业丨来源:国网甘肃电力

核心设备(换流阀)稍微反应不过来,就会直接“罢工”(换相失败)。

这一罢工,就会推倒一连串的“多米诺骨牌”

出于自我保护,系统会瞬间执行“闭锁”,也就是强行把通道掐断。

在甘肃(送端):巨大的能量突然没了去路。就像高速飞驰的列车撞上了墙。电压瞬间飙升。风机和光伏板为了不被烧毁,只能被迫集体“脱网”(跳闸)。这就是让人心疼的“弃风弃光”。

在浙江(受端):几百万千瓦的电力瞬间归零。巨大的功率缺口,会让电网频率急速下跌。为了防止系统崩溃,可能不得不拉闸限电。

这代价太大了。

面对高比例新能源,传统的“硬连接”难以为继。思路必须彻底转变。告别“死硬”的钢管,换上一条能屈能伸的“柔性软管”

双端柔直:主打一个“情绪稳定”

怎么办?中国电网人的选择是:“软”着来。

让我们把视线拉回浙江绍兴。随着核心GIS设备在越州换流站精准落位,甘肃-浙江±800千伏特高压直流输电工程,正式进入电气安装阶段。

这是世界首条、送受端均采用柔性直流技术的、跨区特高压工程。

为什么要强调“双端”和“柔性”?因为这是针对甘肃风光特意定制的“顶配方案”。

首先,技术必须“柔”。

不同于常规直流的“被动适应”。柔性直流(VSC)主打“主动控制”。它自带“水泵”和“阀门”。电压、频率,都能自主调节。

这在国际上有先例吗?有,比如欧洲的北海风电。但那大多是短距离、低电压的“小打小闹”。在±800千伏特高压、2000公里距离上使用柔直技术,中国是独一份。

其次,两头都要“软”。

在以往的工程中,为了平衡成本与技术难度,往往采用“一软一硬”的折中方案。即,送端用常规直流(硬),受端用柔性直流(软)。

但在甘肃,也许不灵。这里的新能源汇集规模巨大,对电网的抗扰动能力要求极高。送端如果保留常规直流,一旦波动超出阈值,依然存在换相失败的隐患。

为了寻求系统安全稳定的“最优解”,工程打破惯例,彻底抛弃了“折中方案”。在甘肃(送端)和浙江(受端),全部部署柔性直流技术

这不仅是工程量的叠加,更是一次技术原理的颠覆性升级。

第一重升级,是赋予电网“独立行走”的能力。

在过去,常规直流输电像是一个“学步车”,它必须依赖交流电网提供的稳定电压才能工作。一旦外部电网发生故障,电压不稳,它就会失去支撑,导致“换相失败”并闭锁。

但双端柔直系统采用了全控型电力电子器件(IGBT),这让它具备了“自换相”的本领。它不再依赖外部“喂”电压,而是能自己产生电压。哪怕遭遇雷击或电网波动,它也能在毫秒级内稳住阵脚,甚至反向输出能量“拉”电网一把。从此,特高压通道由电网的“负担”,变成了最可靠的“支撑”。

甘浙特高压浙江段线路成功跨越沪昆高速丨杨坤 摄

第二重升级,是实现了对电能的“精细化拆解”。

如果说传统输电是“大水漫灌”,那双端柔直就是“精准滴灌”。这背后的核心技术,叫作“有功无功独立解耦控制”。

我们可以把输送的电能拆解为“有功功率”(干活的力)和“无功功率”(支撑电压的力)。柔性直流技术能够把这两股力量分开,进行独立的、毫秒级的精准调节。

这意味着,系统不再看天吃饭,而是掌握了绝对的“主动权”。系统可以根据甘肃的风光大小和浙江的用电需求,实时精准调节,从而最大限度地平抑波动,将原本狂野的“风光”,转化为相对平稳的“电流”。

既然这么好,为什么以前不用?

你可能会问:既然双端柔直是“全能解法”,为什么我们等到今天才用?

答案很现实,也很残酷,这是一场漫长而艰难的“登山”。

在过去很长一段时间里,面对这项技术,我们只能仰望。

第一道坎,是核心器件的“心脏病”。

柔性直流的心脏,是一种叫IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的芯片模块。它相当于电路的“开关”,每秒钟要开关数千次。但这个“开关”非常娇贵。以前,受到材料和工艺限制,它只能在低电压下工作。如果强行用在±800千伏的特高压上,瞬间的高压和热量会直接把它击穿。

为了解决这个问题,中国电网人走了十几年。

从早期的±320千伏,到后来的±500千伏(张北柔性直流电网试验示范工程)。我们像搭积木一样,尝试将成千上万个IGBT模块串联起来。直到这一次,我们终于攻克了±800千伏的绝缘与散热难关。

让这些精密的芯片,在数千公里外的高压线路上,也能稳定“跳动”。

第二道坎,是远距离控制的“时差症”。

双端柔直,意味着两头都要主动控制。但甘肃到浙江,距离超过2000公里。光信号跑个来回,物理时延就已接近20毫秒。在电网的世界里,这毫秒级的延迟,足以引发致命的系统振荡。这就像两个人隔着大山打羽毛球,你球发出去了,对方还没看见。

为了治好这个“时差症”,科研团队重构了整套控制算法。通过极其复杂的“时延补偿策略”,让两端设备能够预判对方的动作,把控制精度死死锁在微秒级。

11月28日,甘肃-浙江±800千伏特高压直流输电线路工程浙江段在绍兴上虞跨越曹娥江水域,标志着工程进入跨越施工的关键阶段丨胡飞达 摄

第三道坎,是居高不下的“进口税”。

在绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等核心器件未国产化之前,柔性直流换流阀的造价确实极高。

据行业概算,同等容量下。柔性直流换流站的造价,通常是常规直流换流站的1.5到2倍。

在那时,这项技术更多是作为“示范工程”或“实验田”存在。想要把它大规模应用到几千公里的长距离输电中,无论是建设成本还是维护压力,都显得“过于奢侈”。

但随着核心零部件的全面国产化,成本被打了下来,性价比提了上去。技术从“实验室”真正走向了“工业化”。

这笔账终于“转正”了:虽然设备初期投资依然高于常规直流,但它能抢回每年几十亿度原本要被丢弃的绿电。这笔挽回的“绿电收益”,足以覆盖技术的溢价。

甘电入浙特高压工程越州换流站现场建设如火如荼|鲁扬 摄

说了这么多技术难点、这么多世界首创,这项工程最终会给你的生活带来什么改变?

答案也许是:什么都没有。

你不会感觉到电灯的闪烁,不会察觉到电压的波动,你也感觉不到这股电流,是来自隔壁的电厂,还是来自2000公里外的戈壁。

但,这正是我们努力的意义

所有的“世界第一”,所有的“攻坚克难”,所有的“柔性”与“控制”,都是为了让那股狂野的西北风,在跨越山海之后,变得像呼吸一样,自然,且安静。

供稿

绍兴公司 严璐瑶 周颖

原文链接:http://1guigang.com/industrialchain/transformer/95819.html,转载请注明出处~~~
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