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柔性直流推动技术、设备的不断创新发展

没有快速断开直流电流的设备，柔直工程始终埋藏着隐患

大功率直流输电不同于目前的交流输电，电流及电压连续不间断，相当于高速奔驰的高铁，能量巨大。柔性直流电网设备故障时短路电流上升极快，为确保设备安全及系统安全运行，要求直流断路器在3毫秒内断开故障电流、隔离故障点，这相当于将一列高速奔驰的列车在几毫秒的时间内停下来，难度极大，现有的开断技术无法满足要求。如何解决大功率直流开断的问题，长期困扰着国内外学术界，因此被称为电力技术领域的百年难题。

国网浙江省电力公司、国网智能电网研究院、南京南瑞继保电气有限公司、舟山供电公司展开协同攻关，研制出200千伏高压直流断路器样机、阻尼恢复系统，并相继通过了中国电机工程学会组织的技术鉴定。

据中国电机工程学会的专家鉴定，舟山200千伏高压直流断路器作为全球首个投入工程应用的高压直流断路器，整体技术达到国际领先水平。该断路器基于超高速机械开关和级联全桥模块混合，可实现双向故障电流的快速断开，整体控制简单，可靠性高，可在3毫秒内断开一条200千伏高压直流输电线路产生的高达15000安的故障电流，速度比人类眨眼还要快100倍。

以海上风电为例，搭载了直流断路器的柔性直流输电系统，能快速灵活地实现单个远距离海上风电的投入和退出，保证海上风电能源高效消纳和电力网络可靠运行。

不仅如此，200千伏高压直流断路器在工程领域的首次示范应用，也为后续的±500千伏张北柔性直流电网示范工程的建设奠定了坚实基础，更对我国直流电网的加快发展、大规模新能源的高效并网消纳、抢占高端电工装备制造业制高点具有重要意义。

众所周知，直流输电损耗低，特别适用于远距离传输，如果将直流线路连成网络，将给能源的高效利用带来革命性的变化。加装直流断路器后，断路器可以快速切断故障电流，对直流输电系统和直流电网的安全可靠运行有着极其重要的作用。同时，直流电网作为未来电网的重要发展方向，可以与目前技术成熟的交流电网形成互补，有力推动电网互联互通。高压直流断路器正是直流“成网”的关键技术所在。

200千伏高压直流断路器在舟山柔直工程的成功应用，也对我国新能源的发展具有重要示范作用。柔性直流输电工程配置断路器之后，将提高新能源并网与外送工程运行可靠性、灵活性，有力支撑新能源高效并网和消纳。

此外，200千伏高压直流断路器作为我国电工装备制造业的世界级成果，将推动直流输电技术的快速发展，从而带动功率半导体、高压开关等产业技术发展和制造工艺提升，构建高压直流技术装备产业链，带动我国电力电子与电工装备制造业的进步，抢占电工装备制造业制高点，推进“一带一路”建设等战略的实施。

未来的市场发展预期

如今，VSC预计在预测期内以最高增长率增长。VSC技术使用绝缘栅双极晶体管以弥补常规方法引起的缺点，因此越来越受欢迎。电容器整流转换器正越来越受欢迎，并预计促进其他组件的增长。

2015年，VSC细分市场价值超过30亿美元，预计到2016年底将达35亿美元，同比增长率为9.1%;

到2026年，预计VSC细分市场价值将接近90亿美元，预测期内的年复合增长率达10.2%;

2016-2026年，预计VSC细分市场将在创造接近55亿美元的增值机会;

另外，预期VSC细分市场在整个预测期内的同比年增长率较高。

多端柔性直流输电系统由于能够实现多电源供电、多落点受电,更灵活快捷等优点在新能源并网、构筑直流电网等领域具有广阔的应用前景。与两端柔性直流输电系统不同,多端直流输电线路要求更快速地切除故障电流,隔离故障线路,保证非故障线路正常运行。两端直流输电系统中依靠闭锁换流器,跳开交流侧断路器、停运多个换流站的故障处理方法将不适用于多端直流输电系统。

未来多柔性直流输电工程的广泛建设与发展,更期待的是由已建成的两端柔性直流系统拓展而成。因此对于可拓展成多端直流系统的两端柔性直流输电系统,需要考虑多端系统的特征,对线路保护原理和故障处理方案进行深入研究,以适应多端柔性直流线路故障处理和保护的需求。

江苏电力保障特高压及跨区交直流重要输电通道安全运行

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