全球能源互聯網對直流輸電技術的重大需求

　　能源是一個國家經濟社會發展的基石，是保障國家安全的命脈。人類社會的發展進步，對能源供給、能源結構、能源利用模式提出了新的要求。尤其是進入新世紀以來，化石能源短缺、環境污染嚴重和全球氣候變化等問題日益突出，使得規模化清潔能源電力傳輸、能源供需廣域平衡需求日益強烈。

　　面對全球能源安全、環境污染和氣候變化的嚴峻挑戰，國家電網公司提出依托特高壓交流、直流和智能電網技術，發展“全球能源互聯網”的重大戰略，將能源放在全球經濟、社會、環境大格局下統籌發展，統籌全球能源資源開發、配置和利用，實施清潔替代、電能替代，建立以清潔能源為主導的新型全球能源開發、配置和利用體系，能夠極大促進可再生能源的開發和消納，將“一極一道”、各洲各國大型能源基地及各類分布式電源融為一體，增進國際區域間合作，促進世界和平發展，推動世界能源安全、清潔、高效、可持續發展。

　　全球能源互聯網對直流輸電技術的重大需求

　　大容量電能輸送與交換將是未來跨洲與跨國電網互聯的主要特點之一。根據需求分析，預計2050年，通過北極通道送出的電量規模可達3萬億千瓦時/年，赤道地區電量外送可達9萬億千瓦時/年，合計輸送電量占全球用電量需求的16%。同時，跨洲與跨國輸電通道一般長達數千公里，北極地區的喀拉海風電基地到中國華北地區的距離為4400千米左右；白令海峽風電基地到中國華北、日本和韓國的輸電距離在5000千米左右，而到美國西部負荷中心的距離也有4000千米左右。由此可見，發展輸送距離更遠、輸電容量更大、輸電效率更高的輸電技術是全球能源互聯網的必然趨勢。

　　特高壓直流輸電技術（UHVDC）具有輸送距離遠、輸送容量大、損耗低、換流站占地面積小、輸電走廊小等特點，特別對于遠距離大容量的電量輸送，具有顯著的優勢。在構建全球能源互聯電網的過程中，特高壓直流輸電將主要用于大型能源基地超遠距離、超大容量電力外送和跨國、跨洲骨干通道建設。目前中國的特高壓交直流工程最大輸電距離超過2000公里、輸電容量達到800萬千瓦。隨著±1100千伏特高壓直流輸電技術的全面突破，輸電距離將超過5000公里，輸電容量達到1200萬千瓦。研究結果表明，采用±1100千伏特高壓直流輸電，不計跨國關稅，即使考慮較高的線路與換流站投資造價水平，送、受端間開發成本差達到每千瓦時0.042美元，經濟輸電距離即可達到5000公里。這個成本已經可以支撐全球各個大型清潔能源基地的遠距離經濟輸電需求。

　　清潔替代是全球能源互聯網一個重要理念。至2013年，全球風電、光伏裝機容量分別為3.2億和1.4億千瓦，約占發電總裝機容量的5.6%和2.5%；預計到2020年，風電、光伏累計裝機將達到7.0億千瓦和4.9億千瓦。但與傳統水電和煤電不同，風電、光伏等能源發電具有間歇性、波動性、隨機性和不可儲存性等特點，風電出力特性則呈現明顯的反調峰特性，其大規模接入將對電網的接納水平、接納手段帶來重大挑戰。

　　柔性直流輸電技術（VSC-HVDC）可提高風電等清潔能源的并網效率，緩解電壓波動對電網造成的沖擊，尤其是對于偏遠的陸地以及遠海風電場來說，具有顯著的技術優勢，是未來大規模清潔能源基地接入電網的重要技術手段。而基于柔性直流的直流電網技術，能夠在大范圍內平抑清潔能源發電的波動性和隨機性，在電力的輸送和分配等領域，正受到越來越多的關注。隨著技術的不斷創新與成熟，未來有望成為全球能源互聯網骨干網架的關鍵技術之一。