為電力大動脈提供“中國心”

發布日期：2018-02-24 來源：陜西日報 瀏覽次數：781

在2017年度國家科技進步獎評選中，西安電力電子技術研究所(簡稱西電所)參與的項目“特高壓±800kV直流輸電工程”獲得國家科學技術進步獎特等獎。這是西電所2009年榮獲國家科學技術一等獎后，又一次榮獲的國家最高獎項。

西電所是我國唯一一所從事電力半導體器件工藝技術、變流技術研究的專業研究所，我國七大整流器廠的技術基礎和發展都與該所息息相關。建所50余年來，西電所為我國電力半導體器件及其應用技術研究作出了重大貢獻。

中國西電集團公司參與了“特高壓±800kV直流輸電工程”項目。圖為1月31日該公司車間生產場景。本報記者杜瑋攝

為世界最先進的輸電技術提供“心臟”

本世紀初，隨著金沙江中下游大型梯級水電站的開發，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已不能滿足發展的需求。于是，±500kV直流輸電技術應運而生，解決了遠距離輸電的難題。但是，隨著工農業生產對電力需求的不斷加大，±500kV直流輸電技術在應用中占地大、損耗高、不經濟的弊端日益顯現，這對直流輸電技術又提出了更高的要求，發展大容量、遠距離、高效率的特高壓直流輸電技術成為我國電力能源跨區域、大范圍優化配置的必然選擇。

特高壓±800kV直流輸電技術是世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠、技術水平最先進的輸電技術，是實施國家西電東送戰略和電力跨區域大范圍輸送的核心技術，也是世界電力工業發展史上的重要里程碑。

“特高壓±800kV直流輸電工程”項目是由國家電網公司、中國南方電網有限責任公司、中國西電集團公司、西電所、清華大學等30家單位群策群力共同合作完成的。

西電所承擔特高壓±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業化工作。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，國家電網公司提出建設±800kV特高壓直流輸電工程后，2006年西電所就成功研發出世界上第一只±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日臻成熟，基本上每4年就邁上一個新臺階。2010年，西電所成功研發了第二代6英寸5000A/8500V晶閘管，應用于哈鄭(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，不斷刷新世界紀錄。

多項創新技術引領能源產業轉型升級

西電所企劃部副主任耿濤告訴記者，該所50多人的研發團隊經過十幾年的艱苦奮戰，特大功率6英寸電控和5英寸光控晶閘管制造技術才得以一步步走向成熟。

實際上，剛開始研發大功率晶閘管制造技術的時候，西電所領導和科研人員面臨著極大的風險和壓力。這是因為，當時在世界范圍內沒有任何可以借鑒的技術資料，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設備也要從零起步研發，當時所里現有的版圖設計、工藝流程設計以及工藝設備都要更新改造。但是全所上下迎難而上，經過一年的努力，就研制出具有完全自主知識產權的樣品。時任國務院領導和時任國家能源局領導聽到消息后，專程到研究所聽取了匯報，并對后續產業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。在國家發展和改革委員會、國家能源局的支持下，該所經過持續不斷的努力，在進一步完善工藝、優化參數的基礎上，建成了我國第一條特大功率器件生產線及測試試驗中心，為世界上第一條特高壓直流輸電工程提供了核心器件，標志著大功率晶閘管生產從此走上了產業化道路。

現在，作為國內唯一一家研究制造大功率光控晶閘管的單位，西電所已經成功研發出5個直徑4個電壓等級共20個規格的光控晶閘管，廣泛應用于幾十個國家西電東送重大能源建設項目。

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，西電所的產品規格更全、結構更新、功率更大，具有完全自主知識產權。其中5英寸3400A/8000V全壓接光控晶閘管為國際首創，國家能源局專家鑒定后認為達到國際領先水平。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，已完成了產品定型。

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