近幾十年來廣義直流輸電技術蓬勃發展
人類對電力的應用和認識都是從直流電開始的，到現在已有百余年的歷史。上個世紀50年代后，電力需求迅速增長，帶動高壓直流輸電技術取得關鍵突破。自1954年世界上第一個高壓直流輸電工程投運以來，直流輸電在全球范圍內蓬勃發展。尤其是近20年來，隨著非化石能源消費比例快速增加，能源生產和消費區域之間的距離不斷增大，直流輸電由于在大容量、遠距離輸送方面具有經濟性、穩定性和靈活性等獨特優勢，在歐洲、北美、中國、印度、巴西等世界主要能源生產和消費區域得到了迅猛發展。以我國為例，自首個高壓直流輸電工程——±500千伏葛洲壩至上海直流工程投運以來，20多年時間建成投運的直流輸電工程共有29個，其中包括7個±800千伏特高壓直流輸電工程。這些直流工程將大量西部地區的能源輸送到東部負荷中心，有效解決了西部地區水電、風能、太陽能等非化石能源開發、輸送和消費問題，具有顯著的經濟效益和社會效益。
目前在全球范圍內，廣義上的直流輸電技術主要包括基于晶閘管的傳統直流和基于新型電力電子器件的柔性直流兩種類型，均可用于長距離輸電、背靠背電網互聯、多端輸電等工程實踐。目前，傳統直流的電壓等級已達到±1100千伏，容量超過1000萬千瓦，輸電距離超過2000公里。而柔性直流是新一代的直流輸電技術，具備有功、無功獨立控制等技術特點，應用場景更為豐富，如新能源接入電網、電網互聯、孤島供電、多端直流、城市配電網等，目前單回輸送容量可達到百萬千瓦以上。隨著廣義直流輸電技術的不斷發展，在電網中的應用越來越廣泛和深入，其已成為推動能源戰略轉型與結構調整、實現可再生能源高效開發利用、構建全球能源互聯網的重要支撐。
廣義直流輸電技術對電網格局產生深遠影響
隨著經濟社會的高速發展，我國已成為世界上最大的能源生產國和消費國，能源供應能力顯著增強;其中電網供應了大約四分之一的終端能源，成為我國能源體系的重要組成部分。近幾十年來，我國電網的規模和結構形態發生了很大變化，從最初的局域小規模電網發展到區域中等規模電網，進而發展到今天的跨區互聯大電網，技術裝備水平明顯提高。同時，我們也面臨著世界能源格局深度調整，全球應對氣候變化行動加速，國家間技術競爭日益激烈，國內經濟發展進入新常態，資源環境約束制約不斷強化等嚴峻挑戰。面對能源行業發展的新形勢、新問題，2014年，習近平總書記在中央財經領導小組第六次會議上明確提出“四個革命、一個合作”能源戰略思想，為我國能源發展提供了重要遵循。
發展綠色低碳能源是優化我國能源結構、保障能源安全、推進生態文明建設的重要任務。電網是能源革命的重要基礎平臺，電網發展格局的深刻變革是實現能源結構轉型的關鍵環節，是支撐能源生產與消費革命的必然選擇，這其中，廣義直流輸電技術扮演著重要角色。
第一，廣義直流輸電技術有利于將清潔能源直接送至負荷中心，將有力推動能源消費革命。資源緊缺、環境污染和氣候變化是當今世界面臨的三大嚴峻挑戰，今后的能源變革都將圍繞更清潔更經濟的發電、更安全更高效的配置、更便捷更可靠的用電展開。提高電能在終端能源消費中的比重，以電為中心轉變能源開發利用方式，已成為全球能源發展的戰略方向。大容量、遠距離的直流輸電能夠將清潔電力直接送至負荷中心，節約能源輸送走廊，大幅提高能源利用效率，促進能源消費方式轉變，將越來越多地成為多個國家電網發展的方向和選擇。以我國為例，為加強大氣污染防治,加快推動清潔能源替代，2014年，國家提出規劃建設12條大氣污染防治輸電通道，從西部地區向京津冀魯、長三角及珠三角地區送電，其中有8條通道是直流輸電。同時，近年來我國在城市等負荷中心發展電動汽車和各種新型用能設施，加大“以電代煤、以電代油”等電能替代，這對電網的供電能力和效率提出更大挑戰;研究認為，直流網絡技術能夠提升電網供電能力，對受端輸配電網發展格局具有深遠影響，這個發展動向也需要我們持續關注。
第二，廣義直流輸電技術有利于匯集并大規模輸送清潔能源，將有力支撐能源供給革命。我國能源資源和負荷逆向分布，80%的能源資源在西部、北部，而70%的電力負荷在東中部。這種逆向分布的特征，決定了我國電能輸送具有跨區域、遠距離和大規模的特點，主要是西南水電、西北火電和風電送往華北、華中、華東和南方，從而形成大規模“西電東送”“北電南送”電力流格局。預測到2020年，跨區、跨國電網輸送容量將達4.38億千瓦，電力輸送以直流輸電為主。未來我國能源發展將走綠色低碳道路，風電、太陽能成為主要的可再生能源，預計到2050年，我國風電、太陽能裝機比例將達到50%左右。而我國風電、太陽能資源豐富地區主要分布在北部和西部，本地負荷少，更大規模的開發依賴更可靠的接入電網技術手段，以及更大規模的遠距離大容量輸送。柔性直流輸電技術可以將風電、光伏電源匯集并遠距離輸送到負荷地區，可有效提升高比例可再生能源接入電網和送出的運行可靠性。從目前主要國家或區域電網在大容量、遠距離輸電技術的應用和發展趨勢判斷，為了提高能源、環境和經濟等綜合利用效率，采用廣義直流輸電技術仍將是今后重要的發展方向，在優化能源結構，構建多輪驅動、全面安全的能源供應體系方面將起到重要作用。
第三，廣義直流輸電技術有利于提升能源技術核心競爭力，將有力推進能源技術革命。當前，世界主要國家均把能源技術視為新一輪科技革命和產業革命的突破口，制定各種政策措施搶占發展制高點，以保持科技領先地位、增強國家競爭力。特高壓直流技術和柔性直流技術是我國先進制造領域取得世界領先水平的突出代表，在實踐中得到廣泛應用，在國際上也廣受贊譽。在傳統直流技術方面，2007年，我國第一個直流自主化示范工程——±500千伏貴州至廣東二回直流投運，標志著我國建成高壓直流輸電成套設計集成技術體系；2009年，世界首個特高壓直流輸電工程——±800千伏云南至廣東直流工程投運，標志著世界進入特高壓直流時代；2014年，世界容量最大的特高壓直流工程——±800千伏哈密至鄭州直流工程投運，容量達到800萬千瓦，標志著特高壓直流輸電達到一個新的高度；目前我國特高壓直流輸電進一步取得突破，額定電壓達到±1100千伏，輸送距離超過2000公里。在柔性直流技術方面，2013年，世界首個多端柔性直流工程——廣東南澳直流工程投運；2014年，世界首個五端柔性直流工程——浙江舟山直流工程投運；2016年投運的云南魯西背靠背直流工程中，百萬千瓦柔性直流單元的電壓和容量均處于世界最高水平。從目前電力技術發展趨勢來看，進一步推進現代電網關鍵技術創新，在柔性直流輸配電技術、新型大容量高壓電力電子元器件技術上取得突破，并深入開展直流電網技術、未來電網電力傳輸技術的研究和試驗示范，是推進能源技術革命的重要內容，對推動我國能源行業整體技術進步、提升電力行業高端裝備的競爭力具有重要意義。
第四，廣義直流輸電技術有利于建設更大范圍資源優化配置平臺，將有力促進能源體制革命。當前，我國正在以供給側結構性改革為主線，深入推進電力體制改革等各項改革落實落地，更加強調發揮市場在資源配置中的決定性作用。直流輸電易于實現廣域范圍內、跨地區電網的智能互聯，能夠在大范圍內實現對水電、火電、風電、光伏等多形態電能的高效統籌，實現較大規模范圍內的電力交易。因此，直流輸電系統能夠有效促進多區域電力市場在物理層面的有機融合，是區域電力市場物理基礎的重要組成部分。同時，利用直流輸電技術實現區域電網互聯互通，對于電力市場輔助服務，具有很好的技術支撐作用。
第五，廣義直流輸電技術有利于實現跨國電網互聯，有力推動能源國際合作。今年5月，習近平總書記在“一帶一路”國際合作高峰論壇上發表的主旨演講中提出，要抓住新一輪能源結構調整和能源技術變革趨勢，建設全球能源互聯網，實現綠色低碳發展。直流輸電保留送受兩端電網的相對獨立性，適用于大規模跨國電網互聯。建設跨國直流輸電系統，可以滿足國家之間大容量、遠距離輸電或功率交換需求，提高電網互濟能力和安全可靠性。以南方電網為例，我們立足自身獨特的區位優勢，正在積極利用先進的直流輸電等技術，推動實施與越南、緬甸、老撾、泰國等周邊國家的電網互聯互通項目，逐步構建瀾湄國家、孟中印緬經濟走廊、東盟國家以及南亞互聯電網，進而形成開放包容、普惠共享的區域能源互聯網。
