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什么是柔性低频输电？

多所周知，电灯的发现彻底扭转了人们的生涯方式，但电灯的背后却暗藏着一场强烈的世纪电流之战。这场战争的主角，爱迪生和特斯拉为“直流电还是互换电更适合输电”吵得不成开交，他们一个对峙直流，一个力推互换。

了局呢？这场大战以互换电胜出告终，但直流也没下岗，爱迪天生为电灯之父，直流、互换各自杰出，逐步成为电力传输的两大主力军。

时至今日，电力传输又遇到了新难题，想把海优势电送回陆地，太远！想扩容城市电网，没处所架新线！想为偏远地域通电，成本太高！……

传统的输电技术，起头力不从心。若是把电力传输比作倒啤酒，那么此刻的问题就是，怎么在不换杯子的前提下削减泡沫？

答案就藏在，我们本期要介绍的这项硬核技术里。

柔性？低频？

到底啥段位？

中国科学院院士、国度电网公司副总工程师陈维江一句话总结：柔性低频互换输电的根基内涵就是借助于电力电子技术矫捷变换频率，在0～50赫兹内选择相宜的频率，提高输送容量，提高系统的柔性节造能力，应该说是一种高效、新型的互换输电技术。

咱们先来拆词看性质——

低频

简而言之，就是将频率降到50赫兹以下（通常为15～20赫兹）之间进行互换输电。

我国电网选取的正弦互换电频率为50赫兹（也就是1秒之内，电压、电流做50次周期性变换）。但是，用50赫兹或60赫兹的工频互换输电有个致命弊端——距离越远，损耗越大。

而柔性低频输电技术是通过柔性交—交变频站将工频电力转换为低频传输，或是直接传输由可再生能源发出的低频电力（通常为15～20赫兹），从而实现降低线路电抗、提升输电距离与传输容量的主张。

有点复杂看不懂？

我们还是用倒啤酒来形容一下：

杯中啤酒=有效电量

泡沫=线路损耗

50赫兹工频互换=猛猛倒，泡沫多

直流=换瓶子

柔性低频=慢倒、少沫、不换瓶，杯子（电缆）不变，杯中啤酒的量（有效电量）翻倍！

那么具体有多大的扭转呢？

感兴致的伴侣

能够来看看专业的理论推导

如果输电频率由50赫兹降低为50/3赫兹，且忽略线路电阻，凭据式（1）、式（2）所示的线路静稳极限功率和电压降落公式，由于线路的电抗降低为工频的1/3，理论上静稳极限功率将增大3倍，电压颠簸也相应减幼。

式中：Pmax为线路静稳极限功率，代表线路在保障幼滋扰不变下能传输的极限功率；X为线路电抗，与输电频率成正比；U为线电压；ΔU为线路压降；Q为线路无功功率。

然而，对于现实线路尤其是电缆，输送容量重要受到充电功率限度，凭据式（3）、式（4），降低频率理论大将削减2/3的充电无功功率，开释大量线路容量用于有功传输。

式中：Qc为电缆充电无功功率；C为电缆电容；l为电缆距离；SN为视在功率；PR为最大有功传输容量。

柔性

柔性通常指的是系统拥有高度的可控性和矫捷性。具体来说，这种“柔性”体此刻可能通过电力电子设备（如变频器）对电能进行矫捷节造，蕴含但不限于矫捷调控电能的频率、相位、电压等级等。

翻译成“人话”就是，电能怎么走，听我的！矫捷调节，指哪儿打哪儿～

这种矫捷性使得输电系统可能适应分歧的运行前提和需要，好比在分歧场景下优化输电效能，提高系统的不变性和靠得住性，以及更好地集成可再生能源等，让输电过程越发高效、不变。

由此，给电流换个“节拍”，还能矫捷调控，这不是妥妥地、稳稳地把电送到远处啦！

柔性低频输电

有啥“超能力”？

柔性低频输电，可不是只有降低频率这么单一，与工频互换输电和直流输电相比它还有好多“超能力”呢！

柔性功率支持：哪里缺电补哪里！

柔性低频输电系统具备矫捷的潮水调控能力，可能凭据分歧供区的需要，矫捷调配电力资源，维持电网电压不变。

输送能力提升：低频、低损，效能翻倍！

通过降低系统传输频率，互换线路的载流量显著提升，充电无功降低，从而有效提升线路的输送容量和输电距离。

强组网机能：现有设备直接复用，优势一连！

柔性低频输电性质上仍属于互换输电，能够使用互换开关和变压器实现组网和电压等级变换。

降低成本：少建一座换流站≈省出一个“幼指标”，自封一个“省钱能手”不为过吧！

选取柔性低频输电技术路线，当机组直接输出低频电能时，送端不再必要建设换流站，只需通过低频升压站直接提升电压等级。相比柔性直流输电，在海优势电送出场景中，柔性低频输电省去了海上换流站建设、运维成本，同时削减多步换流损耗；而相比工频互换送出规划，柔性低频输电毋庸配置多回海缆线路或增设海上无功赔偿平台，能够有效削减投资。

合用性广：原动机敦睦，毋庸“二次翻译”！

柔性低频输电合用于风电、水电等低转速原动机，通例永磁直驱风电机组通过扭转风机换流器节造战术即能输出低频电力，对于海优势电低频送出领域有优良的合用性。

综上，柔性低频输电有五大优势：矫捷、高效、环保、经济、靠得住。

柔性低频输电

都能用在哪？

柔性低频输电的这些“超能力”当下都有哪些利用场景呢？

场景一：偏远海岛地域供电

对于那些远离大陆的海岛，低频输电但是派上了大用场。通过低频海缆，将陆上的电能经济、高效地送到海岛上，让海岛居民也用上不变、靠得住的电。

2022年6月，衡阳35千伏柔性低频输电工程顺利投运，这是国内首个柔性低频输电示范工程。这个工程成功地将大陈岛的海优势电输送到陆上电网，为海优势电资源的优化配置搭建了关键的“桥梁”。

这个工程不仅验证了柔性低频输电技术的可行性，还添补了有关钻研的空缺，为后续的低频项目推动奠定了坚实基础。

场景二：城市电网互联及扩容

城市电网想扩容却没处所架新线，那就直接在现有的基础上刷新升级！依附柔性低频输电技术，在现有线路两端建设变频装置，降低输电频率，提升输电容量。

此表，低频输电还可实现供区合环运行和多端组网，在解决分区间潮水调控的同时，加强分区间潮水互济能力，不增长系统短路电流，相比柔性直流输电显著降低直流断路器、直流变压器的成本。

由此，城市电网互联so easy！

2023年6月30日，荆门220千伏柔性低频输电工程正式投运。这是当前国际上电压等级最高、输送容量最大的柔性低频输电工程。

在荆门高温气象下，这个工程凭借一身的“超能力”，为两个供区之间提供了30万千瓦的矫捷电能支持。哪里缺电补哪里，更好地保险了居民的用电需要。

场景三：中远距离海优势电送出

中远距离海优势电送出是柔性低频输电施展拳脚的“主场”。

我国海优势能资源储量丰硕，开发潜力巨大。近年来，我国海优势电产业获得了长足进取。数据显示，2023年海优势电累计装机规模占到了全球海优势电总装机的一半；2024年，全国海优势电新增并网装机规模达到404万千瓦，累计并网容量达4127万千瓦，陆续4年居全球首位。预测到2030年，国内海优势电总装机将达到2亿千瓦。

送出中远距离海优势电，用传统的工频互换输电方式效能较低，而直流输电成本又高。柔性低频输电凭借一身的“超能力”让这些问题迎刃而解。电力不仅送得远、损耗低，还经济实惠、矫捷靠得住！

能够预感，柔性低频技术输电将在海优势电的发展中，阐扬巨大的作用。

在“双碳”指标驱动下，我国能源绿色低碳转型持续推动，新型电力系统加快构建，新能源占比不休提升。若何服务新能源高质量发展？低频输电技术的研发和利用恰逢其时。它不仅解决了当前输电技术的“卡脖子”问题，还为未来的能源发展提供了更多的可能性。

从爱迪生的直流，到特斯拉的互换，再到今天的柔性低频互换。电力人一向在钻营一件事：让电跑得更远、更稳、更便宜，还要更绿！让我们一路等待柔性低频输电这项“硬核”技术在未来的阐发吧！

一个幼彩蛋

下次再有人问你：“柔性低频输电是啥？”

你就通知他：“把啤酒倒慢点，泡沫少了，杯中酒量翻倍。输电也是这么个理儿！”