【浙江大学电气工程学院】基于直流大母线的大规模新能源送出技术展望

近日，浙江大学电气工程学院直流输电团队发布了一份名为《基于直流大母线的大规模新能源送出技术展望》的行业研究报告。该报告深入探讨了在实现“双碳”目标的背景下，我国大规模西部新能源东送的需求，并提出了构建直流大母线的关键技术，旨在通过多新能源基地直流互联网络实现输电资源共享与功率互济，提升通道利用率和经济性，同时减少对西部薄弱交流电网的依赖。报告中涵盖了新能源基地外送发展的三个阶段、直流大母线的关键技术等多个方面，为我国能源转型和新一代直流电网建设提供了宝贵的指导和建议。

根据《基于直流大母线的大规模新能源送出技术展望》报告，中国为实现“双碳”目标，预计到2060年，风电和光伏装机将达到61亿千瓦，占总装机的大部分。这意味着，大规模新能源的东送需求正在急剧增加。

报告指出，如果西部地区的风电和光伏装机占一半，即30亿千瓦，那么至少有15亿千瓦的电力需要东送，输送距离超过2500公里。传统点对点的特高压直流输电方式，每回线路输送1千万千瓦，至少需要100回线路，这在经济和技术上都不现实。

报告提出，新能源基地外送发展方式经历了三个阶段。第一阶段是点对点风光火打捆传统直流输电方式，这种方式对系统强度要求高，需要大量火电等同步电源提供电压支撑。但这种方式存在问题，如短路比降低，新能源侧过电压严重，外送效率偏低。

第二阶段是点对点柔性直流输电方式。这种方式需要送端采用具有构网能力的MMC作为支撑电源。但这种方式在输送新能源时，由于风电和光伏的利用小时数低，导致直流输电通道的利用小时数仍然比较低。

第三阶段是基于直流大母线的柔性直流电网。这种方式不依赖西部现有交流电网，技术经济效益更优。报告预测，如果新能源基地的总弃电量为10%，直流输电通道的利用小时数可达6000小时，大幅提升。

构建直流大母线的关键技术包括直流汇集与送出技术、直流变压技术、多端口直流断路器技术和直流潮流控制技术。这些技术为系统安全运行提供支撑，推动新一代直流电网建设。

报告认为，直流大母线方案通过构建多新能源基地直流互联网络，实现输电资源共享与功率互济，显著提升通道利用率和经济性，有效摆脱对西部薄弱交流电网的依赖，契合沙戈荒等大型基地规模化升发需求。这是中国能源战略转型的重要方向。

报告的数据和观点，为我们描绘了中国新能源外送的未来图景。大规模新能源的东送需求，正推动着直流输电技术的不断创新和突破。直流大母线方案，以其技术经济优势，有望成为中国新能源外送的主流方式。

同时，报告也指出，新能源基地外送发展方式的演变，是一个不断解决问题、优化方案的过程。从点对点风光火打捆传统直流输电方式，到点对点柔性直流输电方式，再到基于直流大母线的柔性直流电网，每一次技术进步，都是为了解决新能源外送中出现的新问题。

报告的结论，对中国能源转型具有重要指导意义。大规模新能源的高效外送，是实现“双碳”目标的关键。直流大母线方案，以其技术经济优势，有望成为中国新能源外送的主流方式。这不仅将大幅提升新能源的利用率，也将推动中国能源结构的优化升级。

这篇文章的灵感来自于《基于直流大母线的大规模新能源送出技术展望》报告。除了这份报告，还有一些同类型的报告，也非常有价值，推荐阅读。这些报告我们都收录在同名星球，可以自行获取。

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