“如今說起讓國人引以為豪的高科技，大家會立刻想到載人航天技術、高鐵技術……

要說起讓電網人自豪的電力技術，除了特高壓、智能電網，你還能想到什么？

”近年來，隨著風電、光伏發電等新能源的大規模開發利用，以及特高壓交直流技術的快速發展，我國的電源、電網特性都發生了變化較大。

為了適應我國電網發展的新變化，確保大電網安全穩定運行，國家電網的科研人員一直在努力，研發了很多“高大上”的電網新技術，可以說這些技術是當今世界最“牛”的電力技術！

那么這些“高大上”的新技術，到底“牛”在哪兒，有多神奇呢？

下面，小編就用為你揭秘這些世界最前沿的電力技術。

NO.1 柔性直流輸電技術

先來看看它都有哪些令人羨慕的頭銜——

◆“21世紀最為振奮人心的輸電技術革命”

◆“電力電子技術皇冠上的寶石”

◆“輸電技術新生代中的‘戰斗機’”

不僅有著一堆令人羨慕的頭銜，前一段時間它還走出國門，代表國家電網去為英國人民建設電網呢。

何為柔性直流技術？

柔性直流是繼交流、常規直流之后，以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術，是目前世界上可控性最高、適應性最好的輸電技術。 適用于可再生能源并網、分布式發電并網、孤島供電、城市配電網的增容改造等。

柔性直流輸電適用場景

柔直技術“柔”在哪里？

所謂柔性，主要指運行控制靈活、智能化程度高。在傳統的輸電技術下，比如要解決分散海島供電問題，一般采用大投入的“剛性”辦法，建大跨度的跨海輸電線路，或者干脆在海島上建大電廠。但這樣的剛性大投入不經濟，且也難以接納海島已有的風力發電等新能源。柔性直流輸電技術則能提升電力系統穩定性，增強系統對清潔能源的消納能力，提高配電網可靠性和靈活性，就像個太極高手，具有“以柔克剛”的本領。如果說特高壓直流像大飛機，容量大、效率高、距離遠，柔性直流就像直升機，靈活、便捷。

柔性直流輸電的核心部件——換流閥閥塔

比傳統輸電工程強 在哪？

與傳統直流相比：

與傳統直流相比，柔性直流的優勢主要體現在孤島供電、多端互聯、無功功率控制等方面。如在孤島供電中，常規直流輸電是點對點單向輸電，不能向沒有電源點的電網送電，就像沒有港口大船難以靠岸，不能有效解決孤島供電問題。采用柔直輸電技術，意味著在沒有港口的島嶼之間開行了登陸艇，可實現電能靈活雙向調配，直接向無電源電網供電，分布在分散海島上的風電電能，也能及時聯網送出。在有功和無功控制方面，如果將有功功率和無功功率比作淋浴房中的熱水管和冷水管，柔性直流輸電技術就相當于水管中的水泵，可靈活調解冷水和熱水的流向、水量、比例等，可以對有功和無功功率進行獨立控制。

與交流輸電相比：

柔性直流的優勢主要體現在長距離輸電、可再生能源消納、異步聯網等方面。如在長距離電纜輸電中，交流電纜越長，電能損耗越高，輸送的有效電能越少，就像燒好的開水沿著管子往外送，管子越長，水溫越低，末端用戶就用不上熱水了;柔性直流則相當于一根保溫管，即使到末端用戶，水溫都是恒定的。

更為重要的是，柔性直流輸電可攜帶來自多個站點的風能、太陽能等清潔能源，通過大容量、長距離的電力傳輸通道，到達多個城市的負荷中心，這為新能源并網、大城市供電等領域提供了一種有效的解決方案。

成 果

廈門±320千伏柔性直流輸電工程概念圖

◆2011年，我國投運亞洲首個具有自主知識產權的柔直工程——上海南匯風電場柔直工程

◆2014年，建設世界首個五端柔直工程——浙江舟山五端柔直工程

◆2015年，建設廈門±320千伏柔性直流輸電科技示范工程

◆2017年2月，張北可再生能源±500千伏柔直示范工程設計啟動

NO.2 虛擬同步機技術

清潔能源發展迅速，但在很長一段時期內，仍需要追蹤同步電網，實現其即插即用與自主協調運行。如何保證這些新接入的分布式能源與電力系統兼容成為當務之急。

100多年以來，電力系統的規模不斷變大，這主要歸功于同步發電機的同步機制。一般說來，分布式電源主要通過并網逆變器接入電網。并網逆變器必須轉換為電壓控制，難以實現無縫切換。如果能使并網逆變器具有類似同步發電機的運行特性，那么必將大幅提升分布式發電的并網安全性與運行適應性。

虛擬同步機正是這樣一種技術，它使得并網逆變器能夠模擬同步發電機的運行機理、功率調節等特性，從而能夠促進風電、光伏發電上網的穩定性、安全性，防止脫網；對電網有天然友好性，可實現全網唯一頻率運行，真正實現“同步”。

目前國家電網公司規劃在張北風光儲輸基地開展示范工程建設，建設世界容量最大的虛擬同步機示范工程。計劃于2017年年底建成。

NO.3 調相機技術

隨著我國特高壓直流的快速發展、清潔能源的大規模開發，部分地區動態無功儲備下降、電壓支撐不足的問題愈發突出，電壓穩定問題成為大電網安全穩定的主要問題之一。這客觀要求直流大規模有功輸送，必須匹配大規模動態無功，即“大直流輸電、強無功支撐”。為提高電網動態無功補償能力，需要在電網中加裝調相機等動態無功設備，提高電網動態無功補償能力。

調相機

與我國上世紀裝設的調相機不同，當前電網企業研制的調相機有了很大創新。目前研制的新型調相機具備大容量、少維護的特點，同時其無功補償能力和過載能力相比傳統調相機大大提高，是提升電網運行安全性、滿足系統穩定要求的新一代設備。

目前國家電網公司已規劃在多個特高壓直流工程送受端換流站或近區電網，以及北京、西藏地區電網加裝多臺調相機，以滿足系統動態無功需求。以華東電網為例，在長三角地區加裝多臺調相機，可有效減少多回直流同時換相失敗的概率。

NO.4 統一潮流控制器（UPFC）

統一潮流控制器（UnifiedPowerFlowController，UPFC）可針對常規電網建設、改造和運行中難以解決的潮流控制、供電能力提升等難題，通過大功率電力電子技術的應用，使電網潮流由自然分布轉變為智能化靈活控制，在保持現有網架結構不變、不新建輸電通道的前提下，有效解決上述難題。

2016年，世界上電壓等級最高、容量最大的UPFC工程——江蘇蘇州南部電網500千伏UPFC示范工程開工建設

通俗地說，UPFC裝置加裝于電網后，相當于給其安裝了可調節電流通過的“紅綠燈”，以點帶面，實現對電力潮流的精準控制，充分挖掘現有電網的輸電能力，實現對電力傳輸的智能調控，可大幅提升現有資源條件下的供電能力，保證用電負荷安全穩定供給，有效減少用電高峰居民停電（這和我們的生活息息相關）。

NO.5 半波長技術

我國的一次能源基地與負荷中心相距甚遠，如新疆煤電基地、西藏水電基地到東部負荷中心的距離約3000公里。對超遠距離、超大容量的電力輸送，半波長輸電技術具有經濟性和穩定性等優勢，是一種可行的解決方案。

由電路原理可知，輸電本質上是波的傳播過程。當線路足夠長時，在傳輸功率極限和沿線電壓分布等方面會出現許多與常規輸電線路不同的特性。

半波長輸電正是根據交流線路長度等于一個工頻半波，即3000公里（50赫茲）時，輸送功率極限可以達到無窮大這一特性而確定的輸電方式（適用于理想的無損線路）。

利用半波長技術構建立體電網

半波長技術可用于點對網遠距離大容量輸電，無需安裝無功補償設備，全線無需設置中間開關站，可以和直流輸電系統一樣實現點對點或點對網輸電，但在輸電距離方面不如直流輸電靈活。半波長技術還可用于送端電網與受端電網之間的聯網。此外，可利用半波長線路進行“立體電網”構建。“立體電網”可極大改變電網形態，大大縮短落點之間的電氣距離，顯著改變同步電網的結構，明顯改善同步電網的穩定性。