06-直流电厂初探.pdf

1、“直流电厂”技术初探南网科研院直流所 黄伟煌2025年09月知识产权声明本文件的知识产权属南方电网公司所有。对本文件的使用及处置应严格遵循南方电网公司有关规定或获取本文件的合同及约定的条件和要求。未经南方电网公司事先书面同意，不得对外披露、复制。Intellectual Property Rights Statement This document is the property of and contains proprietary information owned by CSG and/or its related proprietor.You agree to treat this d

2、ocument in strict accordance with the terms and conditions of the agreement under which it was provided to you.No disclosure or copy of this document is permitted without the prior written permission of CSG.沙戈荒、深远海等大规模新能源基地是经济负荷中心受端电网的重要电力来源，柔性直流是新能源远距离送出的重要载体3加大力度规划建设以大型风光电基地为基础以稳定安全可靠的特高压输变电线路为载体的

3、新能源供给消纳体系.”国家发改委 国家能源局关于促进新时代新能源高质量发展实施方案超过6000万千瓦的沙戈荒、超过7000万千瓦的深远海清洁电力通过柔性直流馈入广东电网深远海风电基地 预计到2035年，馈入广东电网的柔性直流换流站将由1个增加到11个，形成柔性直流密集馈入受端电网的格局。同时，本地新能源快速发展，煤电占比逐步下降，电源的结构与特性发生深刻变化广东电网DCDC2025220306203511204020501420年份222060柔直站个数常规直流西北新能源基地西藏清洁能源基地柔性直流区外直流电量本地煤电电量4DCDC面积：200 km 100 km深远海风电基地52060年电力

4、电子瞬时渗透率2025年，新能源出力瞬时渗透率全年基本不超过40%；而2060年，新能源渗透率明显上升，尤其在冬春季节，新能源出力瞬时渗透率出现大于100%的情况在考虑直流受入电力后，电力电子瞬时渗透率全年超过一半时间高于50%，最高可到148%，呈现出冬春高，夏秋低的特征，系统的安全运行面临巨大挑战新能源出力瞬时渗透率=（风电出力+光伏出力）/负荷电力电子瞬时渗透率=（风电出力+光伏出力+直流受入电力）/负荷 受端电网的电力电子化程度加深，安全稳定运行面临灵活调节资源不足、频率与电压稳定性下降、宽频振荡风险增加等问题，将制约沙戈荒等清洁电力可持续馈入2035年广东电网惯量将下降至2s保护跳闸

5、电力电子装备引起的宽频振荡频发惯量随新能源装机占比提升而下降广东合和海风场振荡事件6电源“空心化”下电压问题突出东鹏N-1深圳电压失稳风险 柔性直流是电网中构网能力最强、容量最大的电力电子设备，有功无功响应快，功率调节范围广，由“电网支撑直流”转变为“直流支撑电网”，增强支撑电网的能力是重要发展趋势7 与送端新能源场站一起，构建跨越数千公里的“直流电厂”通过控制重构实现多种主动支撑功能，通过挖掘柔性直流自身和送端广域多能设备能量解决支撑来源，通过提升直流过负荷能力奠定装备基础8新能源基地面积达数万平方公里输送距离达数千公里水电光伏风电 柔性直流单一控制架构难以适应运行边界复杂多变的电网，多种主

6、动支撑控制与输电等多目标存在相互影响，多回直流时空互补协同难度大9受端电网联网/孤岛l 有功l 无功l 直流电压以输电为主控制目标主动支撑下控制目标l 有功/相角l 无功/内电势l 直流电压l 子模块电压l 宽频阻抗、谐波 送受端经高压直流跨越数千公里，为支撑受端电网频率与功率紧急控制，功率快速调用面临多能广域设备能力与时间尺度各异，受端到送端层级多、链路时延长，新能源场站功率快速调节受电压稳定性制约等难题10受端到送端层级多，链路时延长送端直流控保集群控制场站AGC设备10-30s通讯延时受端直流控保30-50ms30-50ms30ms送端广域多能送端子模块电容受端子模块电容受端电网能量传递