中國儲能網(wǎng)訊：近日，國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司組織召開甘肅—浙江±800千伏特高壓直流輸電工程聯(lián)調(diào)試驗控制部分的總結(jié)會議。該工程在世界上首次采用±800千伏/800萬千瓦特高壓柔性直流換流站技術(shù)，國網(wǎng)經(jīng)研院柔性直流攻關(guān)團(tuán)隊承擔(dān)了工程全部成套設(shè)計、控制保護(hù)聯(lián)調(diào)試驗及核心裝備牽頭研發(fā)等工作。
國網(wǎng)經(jīng)研院柔性直流攻關(guān)團(tuán)隊成立于2014年，長期深耕柔性直流輸電成套設(shè)計與工程應(yīng)用，攻克了柔性直流組網(wǎng)、遠(yuǎn)海風(fēng)電柔性直流、特高壓柔性直流等核心技術(shù)，牽頭的10余項科研項目獲批國家重大科技專項、工業(yè)和信息化部“一條龍”應(yīng)用計劃等國家級項目，獲得省部級獎勵30余項，編制國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)30余項，牽頭研制的2項裝備入選國家能源局能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備，牽頭完成的2項成果入選國家能源研發(fā)創(chuàng)新平臺十大科技創(chuàng)新成果。成立以來，多位團(tuán)隊成員被評為國際電工委員會青年專家、中國電力優(yōu)秀青年科技人才、北京市“昌聚工程”青年人才等，為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供支撐。
深耕柔性直流組網(wǎng)
2016年年初，世界首個柔性直流電網(wǎng)工程——張北柔性直流電網(wǎng)工程啟動技術(shù)攻關(guān)，國網(wǎng)經(jīng)研院柔性直流攻關(guān)團(tuán)隊承擔(dān)了全部系統(tǒng)成套設(shè)計工作，從零開始技術(shù)攻關(guān)。
團(tuán)隊面臨的首要難題是如何實現(xiàn)4個換流站“口”字形互聯(lián)的柔性直流組網(wǎng)，確保上千種運行方式、上萬種運行工況的安全穩(wěn)定運行。團(tuán)隊從基礎(chǔ)建模開始，歷經(jīng)上百個日夜的編制與調(diào)試，用數(shù)萬條代碼構(gòu)建了柔性直流電網(wǎng)成套設(shè)計平臺，為柔性直流電網(wǎng)運行特性研究打下基礎(chǔ)。團(tuán)隊還研發(fā)出直流組網(wǎng)下的穩(wěn)定控制與超高速保護(hù)技術(shù)，破解了柔性直流組網(wǎng)難題。
如何調(diào)節(jié)大規(guī)模新能源的接入功率，避免出現(xiàn)寬頻振蕩和功率盈余問題，是團(tuán)隊面臨的又一個挑戰(zhàn)。團(tuán)隊細(xì)致排查了可能引發(fā)電力系統(tǒng)寬頻振蕩的因素，每發(fā)現(xiàn)一個疑點就搭建模型反復(fù)驗證，累計迭代參數(shù)上百輪?；趯θ嵝灾绷骱托履茉刺匦缘木珳?zhǔn)把握，團(tuán)隊歸納出十余種備選方案，并逐一研究、反復(fù)論證。2018年至2019年，團(tuán)隊研究出全新的寬頻振蕩抑制技術(shù)和功率盈余抑制技術(shù)，保障了張家口地區(qū)大規(guī)模新能源安全穩(wěn)定接入電網(wǎng)。
2020年，張北柔性直流電網(wǎng)工程投運，創(chuàng)下12項世界第一?！斑@是全球首次在工程層面驗證了新能源孤島經(jīng)柔性直流組網(wǎng)送出的可行性，是大家打贏的‘關(guān)鍵一仗’?！眹W(wǎng)經(jīng)研院副院長李明說。
保障海上風(fēng)電建設(shè)
江蘇如東海上風(fēng)電柔性直流工程是我國首個海上風(fēng)電柔性直流送出工程。此前國內(nèi)相關(guān)研究近乎空白，國網(wǎng)經(jīng)研院柔性直流攻關(guān)團(tuán)隊不僅沒有成熟經(jīng)驗可循，還面臨著海上換流站承載力有限、海上換流平臺面積寸土寸金的難題。
2018年，團(tuán)隊從拓?fù)浣泳€和公式推導(dǎo)入手攻關(guān)。為了最大限度壓縮海上換流平臺的體積和重量，團(tuán)隊對主接線方案進(jìn)行了十幾輪修改，每一處調(diào)整都經(jīng)過反復(fù)計算、迭代仿真。最終，團(tuán)隊創(chuàng)新提出了海上風(fēng)電柔性直流輕型化成套方案，通過減少大型限流設(shè)備，讓核心裝備“身兼多職”，成功攻克了海上換流站緊湊化、輕型化設(shè)計難題。
“我們一直在做基礎(chǔ)研究和技術(shù)方案升級，每一個參數(shù)能否滿足系統(tǒng)要求、能否在有限空間內(nèi)開展現(xiàn)場試驗都經(jīng)過了反復(fù)計算，絕不含糊?！眹W(wǎng)經(jīng)研院直流技術(shù)咨詢中心副主任、江蘇如東海上風(fēng)電柔性直流工程項目經(jīng)理趙崢說。
攻關(guān)過程中，團(tuán)隊形成了鼓勵探索、包容試錯的創(chuàng)新氛圍——在技術(shù)討論中不設(shè)權(quán)威，倡導(dǎo)“誰有道理聽誰的”。在平等交流、暢所欲言的環(huán)境中，團(tuán)隊里每一位青年成員都敢發(fā)聲、敢嘗試、敢突破，在實踐中積累了大量經(jīng)驗，逐漸成長為技術(shù)骨干。
2021年12月，江蘇如東海上風(fēng)電柔性直流工程正式投運，標(biāo)志著我國海上風(fēng)電進(jìn)入大規(guī)模開發(fā)的新階段。國網(wǎng)經(jīng)研院柔性直流攻關(guān)團(tuán)隊沒有停下腳步，又開展了更高電壓等級、更大容量的海上風(fēng)電柔性直流工程研發(fā)工作，繼續(xù)向更深、更遠(yuǎn)的海域邁進(jìn)。
攻堅特高壓核心技術(shù)
在“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地外送需求的推動下，國網(wǎng)經(jīng)研院柔性直流攻關(guān)團(tuán)隊瞄準(zhǔn)特高壓柔性直流技術(shù)領(lǐng)域開展科研攻關(guān)。
器件性能不足是制約特高壓柔性直流發(fā)展的難題。傳統(tǒng)器件無法滿足遠(yuǎn)距離、大容量輸電需求，特高壓工程亟須大功率器件支撐。2021年4月，團(tuán)隊啟動了5千安級換流閥與器件的研制工作，構(gòu)建了貫穿“系統(tǒng)-裝備-器件”的一體化聯(lián)合研發(fā)體系，并牽頭組織器件廠家和換流閥廠家協(xié)同攻關(guān)。
研發(fā)過程挑戰(zhàn)重重：器件關(guān)斷尖峰電壓超標(biāo)、模塊防爆與耐壓難以兼顧，幾輪試驗下來，關(guān)鍵指標(biāo)始終達(dá)不到要求?！澳嵌螘r間，大家心都懸著，不知道這條路到底能不能走通?！眹W(wǎng)經(jīng)研院直流技術(shù)咨詢中心實驗室管理處處長、5千安級換流閥研制項目主要負(fù)責(zé)人李探說。
經(jīng)過對試驗失敗數(shù)據(jù)的逐項排查、多方研討，團(tuán)隊一點點逼近目標(biāo)。2024年12月，世界首個±800千伏/800萬千瓦特高壓柔性直流換流閥及絕緣柵雙極型晶體管器件研制成功。
2022年至2025年，面對兩千千米級遠(yuǎn)距離輸電以及“沙戈荒”千萬千瓦級新能源送出帶來的新挑戰(zhàn)，團(tuán)隊相繼攻克了遠(yuǎn)距離輸電功率盈余抑制、構(gòu)網(wǎng)型控制等關(guān)鍵技術(shù)，在特高壓柔性直流系統(tǒng)解決方案上取得全面突破。依托一系列技術(shù)創(chuàng)新，自2023年起，團(tuán)隊承擔(dān)了世界首個特高壓柔性直流工程——甘肅—浙江±800千伏特高壓直流輸電工程的成套設(shè)計，并陸續(xù)承擔(dān)藏東南—粵港澳大灣區(qū)、蒙西—京津冀等多項特高壓柔性直流工程的成套設(shè)計，推動我國首批±800千伏/800萬千瓦特高壓柔性直流工程建設(shè)，為“沙戈荒”綠色電力外送提供支撐，也為全球荒漠地區(qū)新能源規(guī)模化開發(fā)提供了中國方案。
