王锡凡 

　　中国科学院院士、西安 

　　交通大学电气工程学院教授 

　　输电网建设正在成为电力转型的重要环节。法国《回声报》网站曾发表题为《能源转型，命悬一“长线”》的文章指出，电力传输基础设施，主要包括高低压线路和稳定电网所需的储能装置，这是能源成功转型的关键因素。 

　　数据统计，2012～2021年，我国的电源投资累计3.8766万亿元、电网投资达4.721万亿元。十年间，我国电网投资总量比电源投资多21.8%，占电力总投资比例约55%。 

　　我国的风电、太阳能发电主要集中在“三北”地区，水电主要在西南地区。随着可再生能源发电装机容量的快速增加，全国输电线路扩建需求不断提升。复旦大学团队预测，到2060年，新疆可再生能源发电装机容量将达到23亿千瓦，相应的高压输电线路输送功率将达20亿千瓦。 

　　面对这样规模宏大的远距离大容量输电网络工程，电网建设、输电系统的提质增效尤为重要。为解决“沙戈荒”大型风电光伏基地与用电负荷的空间分布矛盾，亟需在输电领域进行革命与创新，助力新型电力系统构建，实现我国的“双碳”目标。这需要做好两方面工作：一方面，优化输电设备，降低输电设备造价；另一方面，可尝试分频/低频输电系统的建设。 

　　分频输电是一种新型输电方式，有别于工频交流输电和直流输电，该技术兼具直流输送容量大、易于组网的优点，可以解决电能远距离传输和海上风电送出的问题，近年来已得到国家高度重视。其原理是在输电时采用1/3的工频，输电完成后再将频率转换为工频，这样可使输电电气距离缩短为1/3，输电能力提高3倍。 

　　在特定应用条件下，分频输电的经济技术性指标优于其他两种方式，可以降低输电造价，减小系统的电压波动，非常适合输送可再生能源电力，便于形成多端网络，具有很高的产业价值。对于分频/低频输电，德国研究表明，风电低频输电并网方案中的海底电缆的输电电流仅为常规50赫兹的1/3，其输送距离可以提高3倍，线路损耗较小；美国的研究显示，当风电场输送距离大于80千米时，分频输电方式优于常规的交流和直流输电。 

　　目前我国已在部分地区开展分频输电示范工程，比如浙江台州大陈岛低频输电示范工程、杭州供区互联项目。2023年6月，我国首个验证多类新能源广域汇集与外送、多类型变频装备分布式并网的多端分频输电实证系统在张北新能源基地完成组装和设备测试，分频输电完成了迈向大规模工业化应用的关键一步。 

　　“双碳”目标下的新能源转型为我国电力行业的发展带来了新的机遇与挑战。分频输电是输送清洁能源的有效手段，可以有效降低输电投资，为我国“沙戈荒”大型风电光伏基地和深远海风电的开发提供了具备完全自主知识产权的新方案。分频输电在大规模“西电东送”等远距输电工程中具有应用潜力，建议进行可行性论证，并尽快制定分频输电频率标准。下一步，还需要重点突破新型高压大容量变频器、风机等低频设备的优化设计和制造关键技术难题，形成系列标准，提出以经济性和可靠性为核心指标的工程方案，构建分频输电系统及设备的标准测试平台。