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团队下定决心:“不管多难,我们一定能做出自己的柔性直流输电装备来,而且还要超越国外的技术水平!”
柔性直流输电必须采用完全不同的电力电子器件和换流阀拓扑。从“零”开始,团队再次出发。世界首个五端柔性直流舟山工程、世界首个柔性直流电网张北工程、世界首个特高压多端混合直流昆柳龙工程先后投运……团队成员一步一个脚印,用实际成果推动中国柔性直流技术真正站上了世界电力技术最高峰。
当张北送来的风电点亮北京冬奥会主场馆的那一刻,团队成员欢呼拥抱:“我们以先进技术和领先装备有力支撑了国家电网公司用张北的风点亮了北京的灯,绿色冬奥也有我们的一份贡献!”
03优化统一潮流控制器 破解交流电网潮流控制难题
交流电网潮流控制一直是困扰电力系统的难题之一。团队重新审视统一潮流控制器(UPFC)这一理论优秀但应用受挫的柔性交流输电技术。
统一潮流控制器概念提出较早,但国际上仅仅试验性建设了三个工程后就停滞下来,主要问题是换流器性能不满足灵活度和可靠性的双重需求。
行业需求就是创新指南针。团队通过深入研究和技术攻关,发现柔性直流输电最新的模块化多电平技术可能为统一潮流控制器的发展带来新的转机。于是,团队果断决定进行交直流技术的跨界融合。
在研发过程中,团队展现出了卓越的创新能力和协作精神。从系统拓扑设计到应用条件研究,从控制保护系统样机研制到换流阀样机、晶闸管高速开关样机的研制,每一步都精益求精、力求完美,攻克了一个又一个技术难关。
2015年,我国首个统一潮流控制器工程——南京西环网统一潮流控制器示范工程成功投运,标志着我国在该领域取得了重大突破。2017年,世界最高电压等级的统一潮流控制器工程——500千伏苏南统一潮流控制器工程顺利投运,再次印证了团队的技术实力和创新能力。
04解决“卡脖子”问题 推进直流输电核心设备国产化
近年来,国际形势风云变幻,核心零部件存在供应链风险。为保障国家电力安全,推进直流输电装备的国产化替代、实现核心设备100%自主可控迫在眉睫。
此前,国产核心零部件选择余地小、应用范围窄,功能和性能与国外同类产品还存在较大差距,业内对国产零部件在复杂的直流输电系统应用信心严重不足。
“这件事虽然很难,但在国家电力安全面前,我们没有退路。”沈国荣院士带领团队迎难而上。遴选所有符合条件的国产零部件,反复论证设计方案,实施数倍于普通设备的可靠性测试……团队精益求精,不放过任何一个细节。
在一次测试中,团队成员发现一个模块部件参数异常,遍寻所有国产模块后,发现其都达不到直流工程的性能要求。有人提出,这个模块不是核心零部件,能不能用合资品牌代替?这个提议立马被团队集体否定了。
团队成员文继锋说:“我们要做就做真正百分百的自主可控,找不到合适的器件,我们就和厂家一起想办法!”随后,团队深入分析应用场景,找出存在的薄弱点,联合国内厂家共同完成了技术升级和产品迭代。
2023年,团队研制的100%自主可控直流控制保护系统在葛南工程现场“零缺陷”一次性带电成功,一举解决了直流输电“卡脖子”问题,保障了“电力高速路”运行安全。
当前,“双碳”目标下的新型电力系统建设还面临诸多新的挑战,国家电网公司提出建设数智化坚强电网。无论是“沙戈荒”大规模新能源送出,还是“中远海”海上风电开发,都是团队正在聚力攻关的新方向。
沈国荣院士表示:“工程师就是要解决实际问题,创新永远在路上!”
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