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走在柔性直流系统关键技术研发前沿

发布时间:2024-05-16来源:

 

●团队名片

 

国网经济技术研究院有限公司柔性直流技术攻关团队于2012年成立,支撑保障国家电网有限公司建成投运了多项柔性直流工程,包括浙江舟山柔性直流、福建厦门柔性直流、渝鄂背靠背柔性直流、张北柔性直流等国家级工程,为世界贡献了大规模新能源并网的中国方案,实现了柔性直流输电技术领域的国际引领。在国网楷模评选中,公司党组对国网经研院柔性直流技术攻关团队予以表扬。

 

国网经济技术研究院有限公司柔性直流技术攻关团队是我国直流系统成套设计技术国产化的先行者,已为直流输电技术发展提供了多项世界领先的解决方案。团队长期承担国内及国际常规和柔性直流关键技术研发、成套设计和标准制定等重要任务,先后开展了国内外40余项工程的直流系统成套设计和咨询工作,始终走在直流输电技术最前沿。

 

支撑全球首个混合级联特高压直流工程建设投产

 

2022年7月1日,全球首个混合级联特高压直流工程——±800千伏白鹤滩—江苏特高压直流输电线路工程竣工投产,标志着国网经研院柔性直流技术攻关团队历时5年提出的混合级联特高压直流系统成套设计方案顺利通过工程实践检验。

 

白鹤滩—江苏特高压工程水电外送距离超2000千米,途经地区城镇密集,线路走廊资源紧缺。受端华东地区已有多回特高压常规直流集中馈入,落点密集,采用常规直流送出方案存在换相失败风险,给工程系统设计带来挑战。为此,团队提出了混合级联特高压直流系统成套设计方案,可从根本上解决多受端交流系统耦合直流系统换相失败的难题。

 

当时,国内外没有任何可供借鉴的经验。团队成员聚焦难题不断攻关,融合常规直流和柔性直流的技术优势,揭示了不同类型换流器在交直流侧的复杂耦合机理,实现了交直流系统运行特性的深度匹配,提出了混合级联特高压直流主接线、过电压计算与绝缘配合、功率盈余解决方案及直流系统控制保护策略等成套方案;研发了具有完全自主知识产权的混合级联特高压直流系统成套设计平台,提升了仿真系统计算及验证效率,并不断优化迭代技术方案,持续提升白鹤滩—江苏特高压工程的设计安全水平,过程中形成了一系列国际领先的成果。

 

团队还负责白鹤滩—江苏特高压工程的调试工作。他们坚守联调与现场调试岗位200余天,牵头完成对有功无功功率运行特性、交直流系统故障及断面失电接口等各类控制、保护、接口三大类试验项目3660项,解决技术问题106个,全面验证了混合级联特高压直流系统的可靠性能。

 

为张北可再生能源柔性直流电网示范工程提供技术保障

 

张北可再生能源柔性直流电网示范工程是2022年北京冬奥会的重点配套工程,也是世界首个柔性直流电网工程。国网经研院柔性直流技术攻关团队承担了该工程的直流系统成套设计和技术支撑任务。

 

张北柔直工程同时涉及直流电网、大规模新能源接入、“源-网-荷-储”复杂系统交直流协调控制保护等多个技术领域,成套设计面临直流系统运行方式多变、新能源孤岛接入直流系统交互特性复杂等多项技术难题。

 

团队成立技术攻关小组,经过对直流系统成套设计技术方案全方位比较论证及几十轮的迭代优化,创新提出低倍率绝缘配合设计方案、新能源接入功率盈余问题解决方案、交直流协同控制方案及精准快速保护方案等,破解了一系列世界级难题。他们还构建了百万千瓦级新能源经柔直电网送出大规模实时仿真平台,并通过该平台不断优化交直流系统运行方式及控制保护策略,保障了大规模新能源友好接入及系统稳定运行。

 

2020年6月29日,张北柔直工程竣工投产,创造了12项世界第一。

 

2022年,面对北京冬奥会重大保电任务,团队选派精干力量成立供电保障党员突击队,做好保电支援工作。当年1月23日至3月14日冬奥保电期间,队员们放弃了所有节假日休息,对张北柔直工程开展系统稳定仿真、控制保护策略校核、设备可靠性分析及故障处理等,并支撑运维部门排查缺陷隐患,保障张北柔直电网安全运行和北京冬奥会清洁能源可靠供应。

 

提出多应用场景柔性直流送出成套设计技术方案

 

从±200千伏多端柔性直流输电工程到±420千伏柔性直流背靠背工程,从±500千伏柔性直流电网工程到±800千伏混合级联直流工程,2012年以来,国网经研院柔性直流技术攻关团队提出了多应用场景柔性直流送出成套设计技术方案,还为远海风电柔性直流高效、安全送出提供了可靠的解决方案。

 

2021年,团队支撑建成我国首个远海风电并网柔性直流工程——江苏如东海上风电柔性直流工程。该工程创造了8项世界第一,工程项目成果得到多名院士专家“整体达到国际领先水平”的评价,对我国大规模远海风电开发具有重大示范作用。2023年,团队聚焦藏东南、沙戈荒大规模新能源高效送出和新型电力系统构建需求,大力开展±800千伏特高压柔性直流关键技术研究,攻克了新能源高效汇集与多端直流送出拓扑方案构建、换流变压器取消有载调压开关、换流阀过电压机理与抑制策略等技术难题,为服务国家能源结构调整、构建清洁低碳安全高效的能源体系提供了有力支撑。

 

团队发布国家标准16项,获得国家发明专利授权百余项;研发的“大规模新能源柔性直流送出关键技术及应用”等科研成果获省部级奖项50余项;曾获国家电网有限公司先进集体、工人先锋号、先进班组、青年文明号、优秀共产党员服务队等10项荣誉。当前,团队仍在远海风电送出、直流电网构建、新型换流技术研究、构网型静止无功发生器研制等方面持续发力,不断为世界直流输电技术发展贡献中国智慧。

 

来源:国家电网报

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