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智能电网特色技术之一:柔性直流输电“宝石”闪耀中国

2012-12-18 14:55
蓝林笑生
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应用于柔性直流输电线路的高压大容量换流阀

  一步一跨越:柔性直流“宝石”闪耀中国

  柔性直流输电(以下简称“柔直”)技术于上个世纪90年代提出,但一直是关注者多,而追随者少。许多跨国企业早早着手该项研究,但大多“流产”。究其根源,还是因为涉及的专业领域太多,技术难度太大。

  中国的柔直技术研究同样艰难。2006年,当国家电网公司几乎与西门子同步启动柔直研究时,全球只有ABB一家有实际工程应用经验,且其采用的是传统的类似于高压变频器的技术路线,可供借鉴的经验不多,加之我国在该领域技术基础薄弱,技术难度巨大。随后6年时间里,普瑞工程公司科研团队不言放弃,系统研究了基础理论与前期技术,最终全面掌握了核心技术。

  2006年~2008年,主要是打深、打实“地基”阶段,科研团队在国内首次建立了柔直研究的基础理论体系。2008年~2010年,科研人员着眼于适应高压大容量的新技术路线,全面掌握了最先进的MMC—HVDC(模块化多电平柔性直流)系统的机理、设计和控制方法,并通过样机研制,验证了理论的正确性与技术路线的可行性。

  汤广福回忆说,样机研制阶段不但工作繁重,还充满难以想象的危险。样机研制的关键——IGBT是一种高频率器件,在实际科研中,IGBT发生爆炸的情形很普遍。IGBT爆炸时,如果碎片射到人体,与中枪无异。

  2008年冬天的一个周末,在IGBT驱动短路测试中,突然“轰”的一声巨响,IGBT发生爆炸。科研人员就在被测设备周围,所幸没有人员受伤。快速处理后,来不及后怕的科研人员迅速更换了零部件,继续工作。经历爆炸的极度危险,通过几十次、几百次试验的不断优化、检验,IGBT数字驱动器百炼成金,研制取得成功。

  在全面突破关键技术瓶颈并成功研制出样机的基础上,他们经过6版设计,3代样机研制,40余次专家技术评审会,最终成功研制出柔直换流阀、MMC阀基控制器等成套设备,并在上海南汇风电场柔性直流输电示范工程中得到成功应用。

  “我们深知其中的艰难。但是,过去6年一步一个脚印,一步一个跨越,让我们始终充满信心。”研发团队成员贺之渊说。

  目前,普瑞工程公司在该领域已申报国内专利100余项、国际专利6项,发表论文50多篇,编撰专著2部。他们还主导编著CIGRE报告一部,参与了IEC所有与柔直相关的国际标准制定,主导我国唯一的柔直国家标准制定。

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