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中國(guó)首創(chuàng)混合換相換流閥,破解直流輸電換相難題

發(fā)布時(shí)間:2024/09/28發(fā)布來(lái)源:

2024年9月9日,工業(yè)和信息化部發(fā)布了《首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄(2024年版)》,“混合換相換流閥”作為新型電力系統(tǒng)輸配電裝備成功入選。  

由于我國(guó)發(fā)電能源與用電負(fù)荷呈逆向分布,“西電東送”成為我國(guó)能源發(fā)展的長(zhǎng)期重大戰(zhàn)略。直流輸電由于具有輸送能量大、傳輸距離遠(yuǎn)、損耗低、控制靈活等優(yōu)勢(shì),成為“西電東送”電能傳輸?shù)膬?yōu)選方式。但基于電網(wǎng)換相換流閥(Line Commutated Converter,LCC)的常規(guī)直流輸電系統(tǒng)存在換相失敗的問(wèn)題,嚴(yán)重威脅常規(guī)直流輸電多落點(diǎn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

由清華大學(xué)、懷柔實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合國(guó)網(wǎng)河南省電力公司、國(guó)家電網(wǎng)有限公司直流技術(shù)中心、國(guó)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院有限公司、西安西電電力系統(tǒng)有限公司、西安派瑞功率半導(dǎo)體有限公司、許繼電氣股份有限公司、株洲中車時(shí)代半導(dǎo)體有限公司等單位組成的攻關(guān)團(tuán)隊(duì),秉承“一代器件、一代裝備”的思路,從“新方案、新器件、新裝備”的維度,提出了基于逆阻型IGCT器件的混合換相換流新方法,研發(fā)了具有雙向阻斷能力的新型IGCT器件,突破了百級(jí)器件串聯(lián)均壓和高可靠控制保護(hù)關(guān)鍵技術(shù),研制成功世界首套混合換相換流器(Hybrid Commutated Converter,HCC)額定電壓120kV,額定容量360MW,通過(guò)全部型式試驗(yàn),后期擬在國(guó)網(wǎng)河南省電力公司靈寶換流站單元I進(jìn)行改造應(yīng)用。

項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了從高壓大容量換流半導(dǎo)體器件、關(guān)鍵技術(shù)到裝備的全鏈條突破,成功研制世界首套混合換相換流器,攻克了常規(guī)直流輸電換相失敗這一世界性難題,實(shí)現(xiàn)了直流輸電技術(shù)新突破。

基于逆阻IGCT的混合換相換流閥可用于常規(guī)直流工程改造或新建特高壓直流輸電工程,保持了與LCC常規(guī)直流接近的大容量、低成本、低損耗和高可靠性優(yōu)勢(shì),且可大幅降低換流站無(wú)功補(bǔ)償需求。并為后續(xù)“沙戈荒”新能源基地安全高效送出和解決特高壓直流受端電網(wǎng)安全穩(wěn)定問(wèn)題提供新的解決方案,具有廣泛的應(yīng)用推廣前景。