10月25日，陽江三山島海上風電柔直輸電工程（陸上工程）項目獲批復，意味著繼三峽如東海上風電、青洲五/七海上風電之后，國內又一個海上風電柔直輸電工程進入實質性推進階段。

站在近海資源逐漸飽和、遠海風電開發比例大幅上升、國家深遠海發展規劃即將出臺的當下，除了機組大型化、深遠海船舶裝備等一系列支撐，柔性直流輸電技術以輸電損耗小、可控能力強、更支持新能源友好接入等優勢，被視為深遠海風電等遠距離大規模輸電場景的必然趨勢。

而且，從上個月閉幕的風能展上筆者與眾多業內人士交流的結果看，與工頻交流、普通直流輸電相比，柔性直流輸電技術在70-300km海域內海上風電匯集送出上有著明顯的經濟優勢，已獲得業內的普遍認可。

國內柔直技術領先

據北極星風力發電網統計，目前國內已建成/在建10余個柔性直流輸電項目，尤其在陸上電力傳輸領域，柔性直流輸電已經進入特高壓時代，技術處于世界領先水平。

國內海、陸柔直輸電工程（北極星風力發電網不完全統計）事實上，柔直輸電并非風電等可再生能源電力傳輸的專屬技術，因為在遠距離大規模傳輸上，較交流輸電而言，一方面直流輸電可以采用兩相輸電，減少電纜使用，諧波較少，無需交流諧波裝置，從而大幅降低輸電工程成本；另一方面，“柔性”顧名思義為“靈活、可控”之義，柔性直流輸電較高的可控能力和適應性，也將更好地促進新能源控制與并網需求，成為新能源遠距離、大規模輸電的首選。也正是在海上風電高速發展且邁入深水遠岸的場景下，近年來國內海上風電柔直送出工程進入快速發展階段。

關鍵核心裝備突破

一般而言，柔性直流輸電關鍵技術涵蓋系統研究與設計、模塊化換流平臺與控制保護等關鍵環節。

其中，換流平臺由上部組塊和下部導管架基礎兩部分組成。面對深遠海建設需求，如何降低平臺重量，增強載荷能力，就成為換流平臺需首要考慮的因素。尤其在海上平臺“寸土寸金”的結構下，核心設備本身的可靠性能和緊湊化設計，成為柔直工程能否實現真正“經濟性”的關鍵。

以三峽如東800MW（H6、H10）海上風電場、亞洲首個海上柔性直流輸電工程為例，作為換流平臺的核心設備之一，輸電過程中的整流和逆變過程均通過換流閥完成，換流閥的制造水平直接影響著電能質量水平。

據了解，作為三峽如東柔直項目的換流閥供應商，許繼電氣成為國內首家成功解決柔直換流閥適海性問題的供應商。

此外，特變電工為該工程提供了海上變壓器，并聯合其他供應商合力采用輕型化、緊湊化等優化設計，打造緊湊化一次設備；中天科技承制了該工程的±400kV直流海纜及風電施工。可以說，該工程匯聚許繼電氣、特變電工、中天科技等國內領先供應商，在涉及多個環節和領域上的設備和方案的首次創新運用，為國內海上風電深遠海大規模開發提供了關鍵解決方案，也為深遠海風電柔直工程提供了很好的借鑒和標桿示范。

事實上，自新能源柔直市場擴大以來，國內供應商已迅速加大該領域的技術創新和攻關力度，特變電工就是其中之一。據了解，特變電工是首次將柔性直流技術從±500千伏提高到±800千伏特高壓等級的企業，開創了特高壓柔性直流輸電的新時代。2020年，其研制的±800kV特高壓柔性直流換流閥成功運用于“烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端直流示范工程”中，并穩定運行至今。

在海上風電柔直領域，2023年3月4日，由特變電工新能源公司研制的“6.5kV國產化分體式驅動IGCT半橋換流閥組件”產品，成功通過中國機械聯合會組織的專家技術鑒定，標志著特變電工已經具備“國產化IGCT柔性直流輸電換流閥”工程應用能力。

此外，柔性直流海纜以長距離輸電中輸送容量更大、輸送距離更遠、匯集輸送時靈活程度和擴展程度較高、輸電線路數量更少、海域資源占用較少等優點，也是柔直工程的重要裝備之一。

據悉，面對深遠海、大容量海上風電輸電系統解決方案，國內海纜龍頭企業中天科技也形成了±525kV直流海纜：±400kV直流海纜：以及66kV、35kV動態海纜的產品布局。

未來趨勢

從深遠海風電的發展需求結合柔直輸電關鍵技術來看，海上換流平臺輕量化、集成化設計、系統設計優化、控制保護系統升級將是未來深遠海柔直輸電的主要技術趨勢。

當前，國內海上換流平臺主體重量一般為1萬-2萬噸左右，三峽如東項目所建成的亞洲首座海上換流站總重量高達22000噸。

而據歐洲風電市場上的一則消息，全球最大3.6GW的Dogger Bank海上風場將建設全球首個“無人值守海上高壓換流平臺（HVDC），獲得該HVDC平臺總包合同的挪威油氣公司Aibel表示，無人值守的平臺將省去居住場所、直升機平臺、污水處理系統，最終使平臺單位千瓦重量比過去減少70%，可節省數億元投資。

所以，物理上簡化海上平臺的重量，依托集成化、輕量化設計，一方面將大幅降低平臺成本，另一方面也在增強載荷能力、提升平臺穩定可靠性上大有裨益。

同時，海上升壓站和海上換流站先天具有集成的基礎，如兩者均需匹配風電場規模，且在功能上有一定的重復，推動兩者在系統設計階段進行整體規劃，將是未來發展趨勢之一。

在設計、制造、安裝和調試等方面，海上直流平臺遠比交流平臺復雜。因此，數字化和智能化技術的在柔性輸電系統中的運用，也將顯著提高系統的可用率和運維水平。

尤其是作為直流輸電“大腦”的控制保護系統，其控制單元上萬個、控制邏輯復雜、控制周期短、保護速度快，仍需加強數字孿生、AI等新一代數字技術的應用，以實現遠程海上平臺運行狀態的跟蹤和管控，支持快速精準的檢修作業。

未來，隨著深遠海風電裝機容量的大幅提升，以及國家“雙碳”目標的持續推進，柔性直流輸電技術以其獨特的控制能力和靈活性特征，將成為大規模可再生能源送出消納、推進沿海省區市實現能源經濟綠色轉型的有力手段，應用前景必然愈加廣闊。