誰為世界最先進(jìn)的輸電技術(shù)提供“心臟”？西電所！

發(fā)布日期：2018-02-23 來源：陜西日報(bào) 瀏覽次數(shù)：1700

在2017年度國家科技進(jìn)步獎評選中，西安電力電子技術(shù)研究所(簡稱西電所)參與的項(xiàng)目“特高壓±800kV直流輸電工程”獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎特等獎。這是西電所2009年榮獲國家科學(xué)技術(shù)一等獎后，又一次榮獲的國家最高獎項(xiàng)。

西電所是我國唯一一所從事電力半導(dǎo)體器件工藝技術(shù)、變流技術(shù)研究的專業(yè)研究所，我國七大整流器廠的技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展都與該所息息相關(guān)。建所50余年來，西電所為我國電力半導(dǎo)體器件及其應(yīng)用技術(shù)研究作出了重大貢獻(xiàn)。

中國西電集團(tuán)公司參與了“特高壓±800kV直流輸電工程”項(xiàng)目。圖為1月31日該公司車間生產(chǎn)場景。

為世界最先進(jìn)的輸電技術(shù)提供“心臟”

本世紀(jì)初，隨著金沙江中下游大型梯級水電站的開發(fā)，西電東送的輸電距離由1000公里延伸至2000公里以上，原有的交流輸電技術(shù)已不能滿足發(fā)展的需求。于是，±500kV直流輸電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，解決了遠(yuǎn)距離輸電的難題。但是，隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對電力需求的不斷加大，±500kV直流輸電技術(shù)在應(yīng)用中占地大、損耗高、不經(jīng)濟(jì)的弊端日益顯現(xiàn)，這對直流輸電技術(shù)又提出了更高的要求，發(fā)展大容量、遠(yuǎn)距離、高效率的特高壓直流輸電技術(shù)成為我國電力能源跨區(qū)域、大范圍優(yōu)化配置的必然選擇。

特高壓±800kV直流輸電技術(shù)是世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的輸電技術(shù)，是實(shí)施國家西電東送戰(zhàn)略和電力跨區(qū)域大范圍輸送的核心技術(shù)，也是世界電力工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑。

“特高壓±800kV直流輸電工程”項(xiàng)目是由國家電網(wǎng)公司、中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司、中國西電集團(tuán)公司、西電所、清華大學(xué)等30家單位群策群力共同合作完成的。

西電所承擔(dān)特高壓±800kV直流輸電核心器件——特大功率6英寸電控和5英寸光控晶閘管的研制及產(chǎn)業(yè)化工作。特大功率晶閘管是直流輸電的核心器件，被稱為直流輸電的“心臟”。2005年，國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)±800kV特高壓直流輸電工程后，2006年西電所就成功研發(fā)出世界上第一只±800kV特高壓直流輸電用6英寸4000A-4500A/8500V電控晶閘管，應(yīng)用于向上線(四川向家壩至上海南匯)和錦蘇線(四川錦屏至江蘇蘇南)直流輸電示范工程。

此后，西電所大功率晶閘管技術(shù)日臻成熟，基本上每4年就邁上一個(gè)新臺階。2010年，西電所成功研發(fā)了第二代6英寸5000A/8500V晶閘管，應(yīng)用于哈鄭(哈密至鄭州)及溪浙(溪洛渡至浙西)直流輸電工程;2014年研制成功全球功率最大的6300A/7500V和5500A/8500V電控晶閘管，能滿足±800kV至±1100kV特高壓直流輸電工程的需求，不斷刷新世界紀(jì)錄。

多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)引領(lǐng)能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

西電所企劃部副主任耿濤告訴記者，該所50多人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過十幾年的艱苦奮戰(zhàn)，特大功率6英寸電控和5英寸光控晶閘管制造技術(shù)才得以一步步走向成熟。

實(shí)際上，剛開始研發(fā)大功率晶閘管制造技術(shù)的時(shí)候，西電所領(lǐng)導(dǎo)和科研人員面臨著極大的風(fēng)險(xiǎn)和壓力。這是因?yàn)椋?dāng)時(shí)在世界范圍內(nèi)沒有任何可以借鑒的技術(shù)資料，主要原材料單晶硅、金屬化陶瓷管殼、超大直徑鍍銠鉬圓片等沒有任何公司能夠提供，就連與之配套的檢測試驗(yàn)設(shè)備也要從零起步研發(fā)，當(dāng)時(shí)所里現(xiàn)有的版圖設(shè)計(jì)、工藝流程設(shè)計(jì)以及工藝設(shè)備都要更新改造。但是全所上下迎難而上，經(jīng)過一年的努力，就研制出具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的樣品。時(shí)任國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)和時(shí)任國家能源局領(lǐng)導(dǎo)聽到消息后，專程到研究所聽取了匯報(bào)，并對后續(xù)產(chǎn)業(yè)化工作給予了重要指示，使西電所全體員工受到了莫大鼓舞。在國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局的支持下，該所經(jīng)過持續(xù)不斷的努力，在進(jìn)一步完善工藝、優(yōu)化參數(shù)的基礎(chǔ)上，建成了我國第一條特大功率器件生產(chǎn)線及測試試驗(yàn)中心，為世界上第一條特高壓直流輸電工程提供了核心器件，標(biāo)志著大功率晶閘管生產(chǎn)從此走上了產(chǎn)業(yè)化道路。

現(xiàn)在，作為國內(nèi)唯一一家研究制造大功率光控晶閘管的單位，西電所已經(jīng)成功研發(fā)出5個(gè)直徑4個(gè)電壓等級共20個(gè)規(guī)格的光控晶閘管，廣泛應(yīng)用于幾十個(gè)國家西電東送重大能源建設(shè)項(xiàng)目。

該所科研人員龐艷麗說，與國外唯一有能力制造大功率光控晶閘管的某知名公司相比，西電所的產(chǎn)品規(guī)格更全、結(jié)構(gòu)更新、功率更大，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。其中5英寸3400A/8000V全壓接光控晶閘管為國際首創(chuàng)，國家能源局專家鑒定后認(rèn)為達(dá)到國際領(lǐng)先水平。此外，該所前瞻性地研制出世界上第一只6英寸5000A/8500V全壓接光控晶閘管，是目前世界上功率容量最大、集成功能最全的特高壓光控晶閘管，已完成了產(chǎn)品定型。