昆柳龙直流工程标志着中国直流输电工程技术再 - 农业工程技术杂志社投稿

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昆柳龙直流工程标志着中国直流输电工程技术再

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图为昆柳龙直流工程龙门换流站柔直阀厅，这里集中了柔性直流输电的先进科技。李志杰通讯员杨惠平陈海东摄

"昆柳龙直流工程全部建成后，将创造17项世界纪录，标志着我国直流输电工程技术再上一个新台阶。作为世界上首个多端柔性直流工程，它将柔性直流技术带入了一个新时代。"中国工程院院士李立浧表示。

昆柳龙直流工程在世界上首次采用特高压多端直流系统。工程全部建成后将创造17项世界第一，包括世界上第一个±800千伏特高压柔性直流输电工程、世界上单站容量最大的柔性直流输电工程、世界上第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程等。

17项世界第一的背后，是中国科研人员在直流输电技术领域的"无人区"奋力鏖战，他们从"无"到"有"，把不可能变成可能。有外国专家询问，这些世界第一怎么做出来的?一位南方电网公司科研人员回答:"这是我们勇于创新、勇于实践的结果。"

他们造出昆柳龙直流工程"最强心脏"

在昆柳龙直流工程之前，世界上的柔性直流工程多属于高压、超高压工程范围，将电压提高到±800千伏特高压等级，意味着所有的技术规范、成套设计和成套设备都要从头研发。

2019年4月30日凌晨6点，陕西西安。南方电网公司与多家柔直阀相关厂家的技术团队人员连续讨论技术细节超过12小时，终于敲定适用于昆柳龙直流工程中旁路晶闸管的参数。旁路晶闸管研发是昆柳龙直流工程中柔直阀高可靠旁路技术中的重要一环。

柔直阀就像人的"心脏"，是昆柳龙直流工程的关键设备，承担着特高压、远距离、大容量清洁水电转换为日常使用的交流电重任，必须保证这颗"心脏"可靠、稳定地跳动。

柔直阀的基本单元(细胞)是功率模块，它内部包括功率器件(IGBT)、高速控制、通信光纤等。在设备研发中除了通过制作工艺保证柔直换流阀功率模块的绝对可靠外，还需使用技术手段确保单一模块发生故障不影响整个系统的运行。

南方电网公司通过研发高可靠的旁路技术，为柔直阀加上层层保护，一旦有模块出现故障，柔直阀还能正常工作，保证昆柳龙直流工程单一模块发生故障时不引起系统停电。

昆柳龙直流工程是首个多端混合特高压直流系统，所有新设备都要连过研制关、现场调试关以及经受系统高电压、大电流下的长期严苛考验，必须通过多维度的科技创新确保设备技术先进、质量可靠。

短时间里，涵盖厂家、科研单位的南方电网公司昆柳龙直流工程技术攻关团队夜以继日地讨论、试验，柔直阀等工程所需的所有设备均一一按时保质交付。

随着2020年7月31日昆柳龙直流工程实现阶段性投产，研发制造的首批特高压柔性直流成套设备将接受现实中的长期严苛考验。通过关键设备的国产化、自主化，昆柳龙直流工程带动提升了我国电力装备制造业总体水平和竞争力。

他们为昆柳龙直流工程装上"最强大脑"

柔直换流阀是工程的"心脏"，控制保护系统相当于"大脑"，它要对设备的启停、功率升降、站间协调、执行保护等起到关键核心作用。作为世界上首个特高压多端混合直流工程，它的控制保护系统功能多、系统复杂，性能要求高，研发面临巨大挑战。

柔性直流与常规直流的技术特性、控制方式各不相同。混合直流输电系统，要把这两项技术合在一起，起到"1+1>2"的效果。这在世界上无任何工程经验可循。

首要解决的问题是能否通过高低阀组实现柔性直流的±800千伏。此前，一些外国专家认为高低阀组串在一起不可控、很难实现。昆柳龙直流工程技术攻关团队针对外国专家的质疑，逐条做理论分析、仿真研究，最后拿出的方案令外国专家交口称赞。

更难的是实现柔性直流工程架空线路故障自清除。使用电缆的柔性直流工程不存在这个问题。过去使用架空线路的柔性直流工程，出现故障，将直流和整个交流系统短暂脱离，等故障清除后再联回来。这种方法对于输电容量达800万千瓦的昆柳龙直流工程来说损失太大。

昆柳龙直流工程技术攻关团队经过各种讨论、多方案论证和优选，最终确定采用"全桥+半桥"的混合桥结构。全桥、半桥是柔直阀中功率模块的一种拓扑结构。柔性直流技术的生命力是可控性，它可以通过模块的重组实现多种功能。

文章来源：《农业工程技术》网址: http://www.gcjszzs.cn/zonghexinwen/2020/0805/697.html