近日，世界首个220kV也是我国首个220千伏柔性低频输电工程在浙江杭州投运。低频最终选择为20赫兹，这也是当前我国电压等级最高、输送容量最大的柔性低频输电工程。
很多人好奇，0-50赫兹都属于低频，为什么频率最终选择为20赫兹？
柔性低频输电本质上仍然属于交流输电，频率降低有助于降低系统中的无功消耗，理论上频率越低，输电距离可以大幅度提高。
但是频率选择也是有一定限制的，如对核心器件柔性低频输电变压器来说。在维持变压器感应电动势与磁通密度不变的前提下，变压器的匝数和铁心截面积与频率成反比，意味着当变压器运行在低频工况时，为了避免磁饱和，变压器匝数与铁心截面积比在工频时要增大，造成低频变压器的体积、重量上升。
同等的电压等级及容量条件下，频率从50Hz降至20Hz，220kV柔性低频变压器与工频变压器相比，重量增加约70%，体积增加约45%，变压器负载损耗增加33%。但低于20Hz后变压器体积与重量将迅速增加。
来自中国电科院的院士专家团队，利用原理和仿真手段进行详细分析和论证后认为，选择柔性低频输电系统工作频率为20Hz是较为合适的。
据了解，220千伏中埠-亭山柔性低频输电示范项目是世界首个220kV柔性低频输电工程，该项目应用6台单相DF-110000/220“低频”变压器产品，通过在已建成的13.2千米的220千伏亭中输电线路两侧建设换频站，通过20Hz低频互联起富阳和萧山南部两大负荷中心。
柔性低频交流输电技术是借助电力电子技术灵活选择0~50Hz合适频率，是一种新型高效的交流输电技术。柔性低频交流输电技术可提升电网输送容量和柔性调控能力。
据专家介绍，将传统电网50赫兹输送频率降至20赫兹，通过降低输电频率，可以减少‘输电阻力’，从而提高输电容量、距离和效率。填补了工频输电和直流输电的短板，除应用于城市内部电网互联外，在大规模海上风电送出、多岛屿互联等场景下，与现有的工频交流和直流输电相比，柔性低频输电技术在70至200公里海域内有着明显的经济优势。
核算研究发现，直流输电和低频输电的经济分界线距离为 185km。也就是说在185公里以下，由于海缆的投资占比比较小，可以采用低频输电技术较为经济。但当传输距离超过185km以上时，由于海缆投资占比较大，采用直流输电技术经济上更有优势。
我国海上风电发展迅速，离岸距离基本在200公里以内，因此低频输电技术未来大有可为！
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