十年磨一劍!走進±800kV特高壓換流閥研發(fā)團隊

北極星輸配電網(wǎng) 來源:全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院 2017/6/20 16:30:56 我要投稿

所屬頻道: 輸配電工程 關鍵詞:特高壓 特高壓換流閥 換流閥核心技術

北極星輸配電網(wǎng)訊:±800kV特高壓直流輸電技術是當今世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠的先進輸電技術，也是實現(xiàn)我國“西電東送”大規(guī)模電力輸送的最主要技術手段。換流閥是實現(xiàn)電能交直流轉換的核心裝備，是直流工程的“心臟”，其核心技術卻一直被跨國公司壟斷。導致我國從90年代初開始建設的直流工程，因換流閥核心技術被跨國公司壟斷，而被迫連換流站的地磚草皮都要從外方購買。這種早年間到換流站參觀的經(jīng)歷深深烙印在團隊帶頭人湯廣福副院長的心里。

特高壓換流閥科研團隊

1、想建設直流輸電工程，就必須啃下“直流換流閥”這塊硬骨頭

在立項之初，世界上只有±600kV及以下直流輸電工程，±800kV特高壓直流工程尚處于前期論證階段。為擺脫對國外技術的依賴，滿足國家經(jīng)濟建設快速發(fā)展的需求，研發(fā)團隊在國家及國家電網(wǎng)公司的支持下，確定了研發(fā)中國人自己的“特高壓換流閥”的目標，并向電力電子半控技術的制高點發(fā)起了沖鋒。

2004年，剛啟動直流換流閥技術研究時，團隊帶頭人就敏銳地認識到試驗技術是換流閥研發(fā)的首要核心。但研究之初就面臨著沒有有價值的參考資料等難題，由于試驗技術屬于電力電子領域的核心技術，國際上有關論文都沒有涉及此類實驗室的具體技術介紹，只能看到ABB公司7頁紙的宣傳報道，沒有任何具體電路。大功率電力電子設備試驗的關鍵技術有哪些?突破口在哪里?——這是一條在中國還沒有人走過的充滿荊棘和險阻的道路，但又是一條必須有人去探索的路。

經(jīng)過近六年勤奮刻苦攻關，2000多個日日夜夜，無數(shù)次的論證和試驗，實驗室從無到有，打破了ABB、西門子等跨國公司的技術壟斷，大功率電力電子裝置試驗方法及其成套試驗裝備完全由我國自主設計、研制、施工和調試。2008年12月，超/特高壓直流輸電換流閥成套絕緣型式試驗裝置建設完成。2009年12月，寧東至山東±660千伏直流輸電工程的第一個換流閥組件完成所有的運行型式試驗，標志著功能最齊全、規(guī)模最大、參數(shù)最高的國際一流電力電子實驗室已全面建成投運。國家電網(wǎng)公司成為世界第三家、國內第一家同時具備高壓大功率串聯(lián)晶閘管閥和直流換流閥成套試驗能力的單位，并首次在歐洲以外的地方承擔直流工程換流閥的運行型式試驗任務，為我國直流工程建設提供堅強的技術支撐。近六年間，該實驗室已為錦蘇、哈鄭、溪洛渡、靈紹等近十項特高壓直流輸電工程提供了型式試驗服務，累計節(jié)約試驗經(jīng)費數(shù)億元。

特高壓換流閥科研團隊1

繼2009年12月完成試驗能力建設后，2010年6月又一重大科研成果誕生——世界首臺±800千伏特高壓直流換流閥研制成功，在DNV˙GL(KEMA)的見證下順利完成全部型式試驗。2012年12月，項目開發(fā)的A5000型±800kV特高壓換流閥，成功應用于世界首條±800kV/7200MW錦屏-蘇南特高壓直流工程，投運當年即實現(xiàn)蘇州地區(qū)首次全年無限電。換流閥性能表現(xiàn)堪稱完美，部分性能優(yōu)于跨國公司同類產品。

2、話只是輕輕帶過，但是其中艱辛卻不為人知

2009年12月到2010年3月，基于前期研究開始了第一代樣機的研制工作，出于知識產權保密的考慮，研發(fā)人員在不見天日的地下室連續(xù)工作了幾個月。

特高壓換流閥科研團隊3

張升，特高壓換流閥結構設計的“大拿”。在換流閥組裝前的準備階段，為確保組裝成功，他加班加點每天回到家都已是深夜十一點多，剛八個月大的女兒早已經(jīng)熟睡，早上七點又要上班，女兒還未醒來。在換流閥組裝時，他一直待在現(xiàn)場帶領指導大家組裝換流閥，解決問題。試驗階段，他更是吃住在現(xiàn)場，忘我的工作。腳扭傷了，腫的老高也沒有休息一分鐘，“得趕緊做完啊，我這兒不要緊。”他樸實的回應同伴的問候。

周建輝，在水管吊裝的過程中親自上陣，在20余米的高空連續(xù)作業(yè)，精神高度緊張。時至六月下旬，在烈日炙烤下的實驗室內溫度最高時超過了40度，為了提高工作效率，每次上高空時幾乎不喝水。在吊裝的關鍵時刻，他三天四夜，每天睡眠不足六小時，卻依然苛刻認真，追求完美。“在上面的時候由于精神高度集中覺得還很安全，但是現(xiàn)在在地上反而覺得晃晃悠悠。”剛從高空下來的周博如此表述此刻的身體感受。

王華鋒，負責晶閘管級的研發(fā)和例行試驗設備開發(fā)。在吊裝的最后幾天，他凌晨四點回到住處，僅僅三個小時后，就又回到了工作現(xiàn)場，“王工，你流鼻血了。”一旁的同事提醒他，“再回去休息一會吧。”王工走出試驗大廳，沖洗了一會兒就又回到了現(xiàn)場。

高沖，特高壓換流閥試驗能力建設的核心成員。從2005年開始到運行試驗能力建設成功，已經(jīng)記不得放棄了多少節(jié)假日，記不得多少次加班到凌晨，甚至連自己的生日都記不得。

2010年，在世界首個±800千伏特高壓直流換流閥研制最后沖刺的幾個月里，單位里每天第一批出現(xiàn)在現(xiàn)場的總是換流閥研發(fā)團隊，加快推進進度，解決問題，充滿著干勁兒，像不知疲倦的陀螺。相比國外整個研制試驗的過程被縮短了數(shù)倍，為工程化應用贏得了寶貴的時間。在樣機吊裝的關鍵時刻，全體成員連續(xù)數(shù)日堅守在現(xiàn)場直到凌晨兩三點，為的只是加快自主創(chuàng)新的步伐，早日擺脫跨國公司的“洋拐杖”。

特高壓換流閥科研團隊4

通過三年多集中攻關，從原始樣機，到二代、三代樣機，從單組件加載到整體閥塔，從一次結構選型到二次抗擾設計、從多物理場數(shù)值分析到成套電氣設計……樣機的更新升級和研究試驗的深入同步進行，換流閥設計技術取得了重大突破，在多物理場綜合調控、晶閘管串聯(lián)寬頻均衡、強電磁環(huán)境觸發(fā)與保護、多應力等效試驗等方面取得了系列創(chuàng)新，研制出我國乃至世界首個具有自主知識產權的±800千伏特高壓直流換流閥，并實現(xiàn)了100%的國產化。使我國成為世界第三家完全掌握特高壓直流換流閥核心技術，同時具備獨立設計、制造、試驗、調試成套能力的國家。它不僅帶動我國電力裝備制造業(yè)發(fā)展，擺脫了洋拐杖，還為整個產業(yè)鏈注入一針“強心劑”。

特高壓換流閥科研團隊5

團隊研制的±800kV特高壓直流換流閥，已在錦屏-蘇南、哈密南-鄭州等4項特高壓直流工程中成功投運，在建的上海廟-臨沂等3項特高壓直流工程即將使用，綜合技術指標國際領先。2016年10月，一舉中標巴西美麗山二期工程，開啟了我國特高壓直流換流閥的首次國際應用。截止目前，新簽合同額50億元，相關工程累計送電超過2000億千瓦時，產生經(jīng)濟效益1400億元，減排二氧化碳1.8億噸。作為“大氣治理規(guī)劃”、“一帶一路”以及“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”的重要實踐工具，特高壓直流換流閥還將在更大范圍發(fā)揮其綠色傳輸?shù)哪芰俊?/p>

特高壓換流閥科研團隊5

雄關漫道真如鐵，而今邁步從頭越。科研從來就沒有終點，創(chuàng)新的腳步從來只有向前，為保持中國在直流輸電領域的持續(xù)國際領先地位，讓世界直流領域始終有中國的強音，研發(fā)團隊還在繼續(xù)馬不停蹄地攻克更高電壓等級、更大輸送容量的直流核心裝備的研發(fā)，給中國乃至世界帶來綠色發(fā)展的希望。