“此次高壓大容量柔性直流（簡稱“柔直”）輸電技術的突破，多個‘世界首個’成果的產生，標志著‘中國制造’穩站世界技術之巔。未來，我們的目標將是用中國技術參與國際競爭，推動‘中國制造’走向世界。”南京南瑞繼保電氣有限公司（簡稱“南瑞繼保”）研究院首席專家田杰在接受記者采訪時表示。
記者：目前，南瑞繼保在高壓大容量柔直輸電系統成套關鍵設備研發方面取得了哪些突破？
田杰：我們在該方面的突破主要表現在四個層面。一是高壓大容量換流閥。作為柔直輸電系統中負責交直流變換的核心裝備，換流閥技術一直是關注的焦點。在此之前，國際上工程應用的換流閥最高容量是1000兆瓦，相比常規直流3000兆瓦級輸送容量還存在差距，也成為限制柔直輸電應用的制約因素之一。經過三年緊張、刻苦的技術攻關，我們研制出了世界首個±535千伏/3000兆瓦換流閥，實現當前世界最高通流能力，一舉將柔直輸送容量提升到原來的3倍。至此，柔直輸送能力才真正比肩常規直流輸電，為未來承擔大容量、遠距離輸電功能鋪平道路。
隨著3000兆瓦換流閥技術突破，通過進一步串聯子模塊提升電壓，可實現±800千伏/5000兆瓦換流閥。隨著我們成功研制±800千伏/5000兆瓦閥段并通過各項試驗驗證，標志著特高壓柔直輸電的大門業已敞開。
二是高壓直流斷路器。柔直輸電換流閥的電壓等級和容量提升意味著未來其將更多地承擔更遠距離、更大范圍大容量功率傳輸應用。然而新的難題伴隨而來，對于目前常用的半橋拓撲電壓源型換流器，直流側故障清除無法通過閉鎖閥組實現，而常規的斷路器又無法迅速開斷如此急速上升的數十千安直流電流，唯一措施是停運換流站，造成柔直電網傳輸的可用率降低。
為此，我們創新提出一種新型混合拓撲直流斷路器，并成功研制了世界首個535千伏直流斷路器。它可在3毫秒內開斷高達25千安的直流故障電流，且具備重合閘功能，徹底打破了柔直輸電直流側故障清除困難的魔咒，掃清了柔直電網應用的技術故障，大幅提升了柔直輸電系統的可用率。
三是直流電網控制保護系統。針對更加復雜的網狀、多電壓等級，含直流斷流器的復雜直流電網，我們投入了大量的研發力量，成功完成柔直電網控制保護系統研制工作，實現了多時間尺度下的直流電網高功率和電壓優化控制，為充分發揮柔直輸電系統的自身技術優勢提供了可能。
四是直流電流電壓高速測量裝置。創新提出了專利解調技術，實現100千赫茲高速采樣，提高了直流光學電流互感器的響應速度、測量精度及動態范圍；提出了一種新型分流器設計，提高了分流器頻率響應及抗干擾能力，提高了直流電子式電流互感器響應速度及穩定性等。通過持續努力，將直流電流電壓高速測量裝置推上了新的技術高峰，站穩世界之巔。
為支撐2020年冬奧會，我國規劃在張北地區實施一個先進的直流電網。上述四點技術突破為該工程及后續高壓大容量柔直工程實施奠定了最堅實的技術基礎。
記者：我國高壓大容量柔直輸電技術的發展，有何重要意義？
田杰：我國高壓大容量柔直輸電技術的發展具有雙重意義。首先是對我國工程應用的意義非常大。我國具有典型的能源與負荷分布不均格局，之前大力發展的常規直流輸電在很大程度上緩解了這種不均衡。作為更加靈活的柔直輸電技術，在經歷高壓大容量的技術突破后，不僅能勝任這一任務，還能在電網互聯方面發揮常規直流所不及的作用，或者說，這一技術的應用將為我國電網建設打開嶄新局面。其次，對我國電力技術發展具有里程碑意義。我國柔直技術發展可謂一步一個腳印、踏踏實實的從技術跟隨者走向技術的世界引領者。
記者：高壓大容量柔直輸電系統成套關鍵設備的研發克服了哪些困難？未來柔直裝備研發還存在哪些問題亟待解決？
田杰：我們在完成每項成果的過程中，都遭遇過意想不到的困難，例如研發直流斷路器。盡管這是近幾年才出現的新技術，但是理論界、國外企業早已布下了嚴密的專利網，能用的不能用的方案都有專利地雷守著。項目啟動后的數月間，項目組沒日沒夜地設計方案，提出、討論、質疑、否定的循環進行了多輪。最終，幾個嶄新的方案形成了，不僅從專利壁壘中成功突圍，還從此破冰直流斷路器性能與成本的博弈。
我們曾經認為駕輕就熟的換流閥，在沖擊高電壓大電流的過程也并非一帆風順。為了解決電磁干擾問題，我們創新提出分區屏蔽與多級分離的換流閥設計方案，并歷經無數次試驗來優化和改進。為了解決結構抗震問題，我們進行了真型閥塔8級抗震試驗，建立模型、反復調整優化，才有了后面一舉通過國際權威機構見證試驗。
柔直輸電裝備的下一步研發將向著兩端發展，一端是做精，即通過不斷地優化設計和創新提升柔直輸電裝備的整體可靠性，從而滿足現代電網供電不斷提升地可靠性需求；一端是做廣，即通過不斷的加入新功能拓展柔直輸電技術的應用領域，特別是從輸電到配電的全覆蓋，從而滿足現代電網不斷提升的靈活性需求。
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