张北柔直工程核心技术和关键设备均实现国际首创

来源： 时间：2021-06-15 11:15

500千伏直流断路器填补国际空白

张北柔直工程核心技术和关键设备均实现国际首创

中国电力新闻网记者 栗清振 通讯员 时宇琳

　　“张北柔直工程是世界首个柔性直流电网工程，它采用我国原创、领先世界的柔性直流电网新技术，创造了12项世界第一，是破解新能源大规模消纳世界级难题的中国方案。”值此张北可再生能源柔性直流电网示范工程（简称“张北柔直工程”）投运一周年之际，思源电气股份有限公司（简称“思源电气”）副董事长陈邦栋6月5日接受《中国电力报》采访时说，该工程创造的12项“世界第一”中，包含了世界上最高电压等级、最大开断能力的500千伏直流断路器，填补了国际空白。

　　据了解，思源电气历时三年研制的500千伏机械式直流断路器自2020年6月29日投运后，各项性能指标运行良好。它的研制成功是思源电气在直流输电领域持续创新的又一重要里程碑。

　　新能源规模消纳的中国方案

　　“柔性直流输电技术相对传统输电方式具有突出优势，是大容量远距离可靠输电、异步电网互联、风光等新能源并网送出、构建直流电网等的优选技术路线。该技术具有响应速度快、可控性好、运行方式灵活等特点，适用于可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电等。”陈邦栋接受《中国电力报》采访时说。

　　张北柔直工程首次研制并应用了直流断流器、换流阀、控制保护等直流电网关键设备，整个核心技术和关键设备均实现国际首创。其中，作为工程骨干设备之一的高压直流断路器，其设计、研发、制造、应用等方面取得了重大突破。

　　电力输送从简单的线条向复杂的网络发展，需要依靠高压断路器形成能够开合的节点，实现电网各部分灵活地组合或分离。这一方面扩大了电网的规模，另一方面提高了电网对故障的冗余能力。无论是交流电网还是直流电网，高压断路器都是电力输送网络中最基础和关键的设备。

　　“作为电力系统中的一种全新设备，张北柔直工程500千伏高压直流断路器突破了直流输电向更为灵活经济的直流电网方向发展的技术瓶颈。”陈邦栋结合张北柔直工程投运近一年的情况分析认为，张北柔直工程使直流输电向直流电网发展成为现实，大幅提升了我国电力电子装备的国际影响力。

　　为柔直输电技术贡献思源智慧

　　“在产品研制过程中得到了国网公司各级领导专家的全程指导和监督，从系统方案到关键组部件的设计和制造，从型式试验到出厂测试到现场调试，国网公司组织了数十次会议讨论或评审，从宏观需求和设计细节到异常分析，全过程多层次的评审指导。”陈邦栋接受《中国电力报》采访时说，正是由于国网公司对技术创新的理解和包容，对重大技术装备国产化的支持，没有这种理解和支持，就没有思源电气在直流输电装备上的持续进步。

　　在500千伏直流断路器研制过程中，华中科技大学高压开关团队无私贡献了在160千伏直流断路器研制过程中积累的理论成果，参与了500千伏机械式直流断路器的拓扑优化及系统仿真，为项目成功提供了有力的专家支持。思源—华科的合作历史悠久，源远流长。自2016年合作直流断路器开始，思源电气被带进了柔直输电的大门，张北柔直工程500千伏机械式直流断路器的成功再次见证了思源—华科合作的力量。

　　直流断路器是一种系统集成产品，涉及了开关、控制保护、电力电子、机械、结构、绝缘、电磁场、光纤通信等各个专业。在500千伏直流断路器研制过程中，思源电气发挥了专业齐全的优势，集合了全集团各个专业的力量，组成了跨产品线的联合攻关项目团队。

　　在500千伏直流断路器研制中，结合张北柔直电网需求，以“人工过零”开断原理为基础，思源电气提出并实现了多个技术创新。首次创造性地将IGCT器件应用于高电压工程，首创性地提出了阀组3柱并联式结构，使触发开关模块结构紧凑，技术上解决了420个IGCT串联的动态、静态均压问题，创新性提出了六氟化硫绝缘的直流断路器供电隔离变压器技术解决方案，独家提出了耗能支路避雷器状态差动检测解决方案。

　　“通过参与南澳柔直工程和张北柔直工程建设，思源电气将在柔直输电技术发展的道路上继续砥砺前行，为柔直输电技术的成熟和推广贡献思源智慧。”陈邦栋满怀信心地说。

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