世界首個(gè)直流電網(wǎng)——張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗(yàn)示范工程，在經(jīng)過(guò)了168小時(shí)調(diào)試和試運(yùn)行之后，于6月29日正式投運(yùn)。張北地區(qū)富集的可再生能源成功接入首都電網(wǎng)，2022年北京冬奧會(huì)所有場(chǎng)館實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)史上首次100%清潔能源供電有了保障，北京全市用電負(fù)荷的1/10也就此實(shí)現(xiàn)清潔化。

“此前所有的電網(wǎng)都是交流電網(wǎng)�！眹�(guó)家電網(wǎng)有限公司有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，由于受交、直流輸電本身技術(shù)特性所限，直流輸電主要用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、遠(yuǎn)距離、大容量電源外送，而不能組網(wǎng);交流輸電則可以滿足常規(guī)電源送出和電網(wǎng)互聯(lián)需求，且成本低。

以風(fēng)電、光伏發(fā)電為代表的“隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性可再生能源的大規(guī)模接入，對(duì)傳統(tǒng)輸電方式提出了巨大挑戰(zhàn)”，按國(guó)網(wǎng)公司特高壓部主任王紹武的說(shuō)法，可再生能源接入電網(wǎng)，“遇到原理性障礙”。

對(duì)此，國(guó)網(wǎng)經(jīng)研院直流中心主任樂(lè)波解釋，交流電網(wǎng)需要同時(shí)關(guān)注有功和無(wú)功平衡，功率流向是靠電網(wǎng)的自然阻抗特性分布，可控性差，不靈活;而直流輸電能夠平抑隨機(jī)波動(dòng)的功率，保證負(fù)荷平穩(wěn)供電，更適合大規(guī)�？稍偕�能源接入，但由于“直流電流沒(méi)有過(guò)零點(diǎn)，直流斷路器、大容量換流閥等設(shè)備研發(fā)難度大，控制系統(tǒng)復(fù)雜”，在柔性直流技術(shù)成熟之前，“直流組網(wǎng)很難實(shí)現(xiàn)”。

柔性直流(flexible)是20世紀(jì)90年代興起的以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術(shù)。國(guó)網(wǎng)冀北電力建設(shè)部主任田生林用“一個(gè)完全可控的水泵”來(lái)比喻，它能夠精準(zhǔn)控制水流的方向、速度和流量，從水源地準(zhǔn)確地供水給用戶;某個(gè)水管壞了，可借助其他水管繼續(xù)供水，“這在傳統(tǒng)交流電網(wǎng)是不可想象的”。

田生林分析，這一“柔性”、靈活特征，緣于它采用最先進(jìn)的電壓源型換流器(VSC)和類似集成電路的全控器件(IGBT)，與傳統(tǒng)直流采用類似開關(guān)的半控型晶閘管器件相比，“可控能力強(qiáng)、功率調(diào)節(jié)速度快、運(yùn)行方式靈活”，能夠有效抑制交流電壓波動(dòng)，減少功率波動(dòng)對(duì)受端電網(wǎng)的影響。所以是破解新能源大規(guī)模并網(wǎng)消納難題的“金鑰匙”。

配制出這把“金鑰匙”，卻不是一件容易的事情。王紹武指出，柔直技術(shù)在大規(guī)�？稍偕�能源送出等場(chǎng)景的工業(yè)化應(yīng)用，面臨組網(wǎng)技術(shù)空白、輸電能力受限、運(yùn)行可靠性低等三大世界級(jí)技術(shù)難題，都極具挑戰(zhàn)性。

張北柔直工程總投資125億元，新建張北、康保、豐寧和北京4座換流站，額定電壓±500千伏，額定輸電能力450萬(wàn)千瓦，輸電線路長(zhǎng)度666千米。張北、康保換流站為送電端，接入新能源，豐寧站為調(diào)解端，接入抽水蓄能，北京站為接收端，接入首都負(fù)荷中心。工程于2017年12月獲國(guó)家發(fā)改委核準(zhǔn)，2018年2月開工建設(shè)。