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可再生能源可以減少二氧化碳排放量，但它們還很遙遠(yuǎn)，并且連續(xù)性不好。高效的直流輸電線路集總來(lái)自廣泛能源的電力，從而平滑其輸出波動(dòng)。

電力試驗(yàn)： ABB工程師在設(shè)施上測(cè)試高壓直流概念

大型電力及自動(dòng)化公司ABB已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種有效的輸電方式，這種技術(shù)可以將廣泛分布的太陽(yáng)能電池板、風(fēng)力渦輪機(jī)和其他可再生能源進(jìn)行高效的傳輸。這項(xiàng)新技術(shù)是一種可以用于高壓直流(DC)電線的快速高效的斷路器、一種100多年來(lái)一直困擾技術(shù)人員的設(shè)備。這種斷路器可以接入高壓直流輸電線路以形成柔性電網(wǎng)。

如果可再生能源能夠成為占總能源供應(yīng)中的重要部分，國(guó)家將需要安裝新的大型輸電網(wǎng)絡(luò)，既可以將電力從常有最好可再生能源資源的偏遠(yuǎn)地區(qū)(例如沙漠)送到城市，也可以將來(lái)自分布廣泛的的風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽(yáng)能電池板的電力集中起來(lái)，幫助平均其輸出波動(dòng)。在歐洲，超級(jí)電網(wǎng)的話題已經(jīng)討論多年，它可以將來(lái)自斯堪的那維亞堤壩水電站和德國(guó)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)以西班牙甚至北非的大型太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)的電力集中。

但這樣一個(gè)超級(jí)電網(wǎng)已經(jīng)面臨嚴(yán)重的技術(shù)障礙。傳統(tǒng)電網(wǎng)中的傳輸線路使用交流電(AC)，它在長(zhǎng)距離傳輸中損失大量的電力，除非采取復(fù)雜和昂貴的措施。直流電在長(zhǎng)距離中更有效率，而且，它還有諸多額外的好處，能夠在地下和水下良好的工作，減少或消除了難看的輸電塔，這些輸電塔在敷設(shè)新的輸電線路時(shí)很難安裝。

直流輸電一直被用來(lái)輸送電力，從大型堤壩水電站穿過(guò)北海，到達(dá)城市。但是直到ABB advance問(wèn)世之前，將直流輸電線路接入大規(guī)模電網(wǎng)都是不安全的。

ABB的斷路器將改變這一切。ABB稱，它可以在5毫秒內(nèi)切斷相當(dāng)于整個(gè)核電站輸出功率的巨大能量流動(dòng)。該斷路器可以用來(lái)幾乎瞬間改變功率在直流電網(wǎng)中的流動(dòng)，以繞開(kāi)出現(xiàn)的問(wèn)題，從而允許電網(wǎng)保持運(yùn)行。“通常，如果如果任何地方出現(xiàn)問(wèn)題，所有電力都要切斷，”ABB首席技術(shù)官克萊斯.瑞圖夫(Claes Rytoft)說(shuō)道：“這款斷路器可以切出故障線路并保持其余部分正常運(yùn)行。”

一個(gè)世紀(jì)以來(lái)研究者們一直致力于開(kāi)發(fā)高壓直流斷路器 (參見(jiàn)《愛(ài)迪生的報(bào)復(fù)：直流電崛起》)。機(jī)械開(kāi)關(guān)無(wú)法獨(dú)自工作——他們切斷電力過(guò)于緩慢。能夠?qū)ê完P(guān)斷大功率電力的，基于晶體管的電力電子，提供了一種可能的解決方案，但他們被證明為過(guò)于低效。ABB的解決方案將電力電子與機(jī)械開(kāi)關(guān)結(jié)合起來(lái)，創(chuàng)建了一個(gè)快速且高效的混合動(dòng)力系統(tǒng)。這種新型斷路器也會(huì)遠(yuǎn)比只用晶體管的系統(tǒng)便宜。

“電力電子斷路器的成本是極大的”，電力能源研究所的一個(gè)電力輸送技術(shù)帶頭人拉姆.愛(ài)德帕(Ram Adapa)說(shuō)“混合斷路器應(yīng)該花費(fèi)更少”。

直流電網(wǎng)的主要障礙消除后，ABB正在開(kāi)發(fā)算法來(lái)控制他們。因?yàn)榱畠r(jià)的用于家庭和商業(yè)的變壓器的直流等效器件，也就是把電力降為相對(duì)較低的電壓的器件是不存在的，所以該系統(tǒng)仍然需要在當(dāng)?shù)氐纳鐓^(qū)供電中，與交流供電線路配合。這個(gè)新技術(shù)的第一個(gè)市場(chǎng)可能會(huì)是已經(jīng)決定停止核電廠并重點(diǎn)依靠可再生能源的德國(guó)(參見(jiàn)《德國(guó)能源大實(shí)驗(yàn)》)。

高壓直流電網(wǎng)可以幫助可再生能源的程度可能取決于安裝地下電纜相對(duì)于架空線路的經(jīng)濟(jì)性。在許多國(guó)家獲得路域權(quán)是安裝新的輸電線路最大的障礙，而地下安裝不需要獲得新的路域權(quán)，因?yàn)樗麄兛梢院苋菀籽刂F(xiàn)有的道路安裝。ABB稱，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)成本也考慮進(jìn)去時(shí)，地下安裝只是稍稍貴于架空安裝。但愛(ài)德帕(Adapa)持懷疑態(tài)度，他說(shuō)地下安裝可能花費(fèi)五倍之多。