“電力高速公路”建設(shè)實現(xiàn)關(guān)鍵跨越

近日，世界首條特高壓柔性直流工程——甘肅—浙江±800千伏特高壓柔性直流輸電工程（以下簡稱“甘肅—浙江工程”）聯(lián)調(diào)試驗全部完成，隨著特高壓柔性直流輸電技術(shù)的推廣，大規(guī)模新能源并網(wǎng)將更加順暢。

特高壓柔性直流是指電壓等級達(dá)到±800千伏及以上的輸電技術(shù)，主要用于遠(yuǎn)距離、大容量的跨區(qū)域電力輸送。它結(jié)合了特高壓的大容量輸送能力和柔性直流的靈活控制優(yōu)勢，相較傳統(tǒng)直流輸電，解決了新能源并網(wǎng)難的問題，是保障大基地新能源外送消納、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵核心技術(shù)。

國家能源局發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，截至2026年5月底，全國太陽能發(fā)電裝機(jī)容量12.6億千瓦，風(fēng)電裝機(jī)容量6.6億千瓦。新能源發(fā)電波動性對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行影響更加突出，亟待新型輸電技術(shù)提供安全高效支撐。

“傳統(tǒng)特高壓直流輸電像是一條高速公路，單向并行通行效率有限；而柔性直流輸電技術(shù)，則是配備立交系統(tǒng)的高速公路，能同時提供多向快捷主干道，與兩端路網(wǎng)靈活銜接。”國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院直流技術(shù)團(tuán)隊負(fù)責(zé)人趙崢說，“這是全球首次由柔性直流獨(dú)立承擔(dān)特大型主干輸電走廊的重任，尚無先例，難度極大。”

系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計作為甘肅—浙江工程的第一道技術(shù)難關(guān)，既要滿足大容量、控制靈活的性能需求，又要技術(shù)可行，還要造價可控。“我們必須從系統(tǒng)成套設(shè)計層面把難題消化掉，挖掘最優(yōu)參數(shù)配置，實現(xiàn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)最優(yōu)解。”趙崢帶領(lǐng)團(tuán)隊深入鉆研為核心設(shè)備“減負(fù)”的手段，探索出減少功率模塊數(shù)量的設(shè)計方法，并提出“分級無功支撐”“自適應(yīng)交流故障穿越”等關(guān)鍵技術(shù)，通過充分發(fā)揮柔性直流的靈活調(diào)節(jié)能力，成功取代傳統(tǒng)的換流變壓器分接開關(guān)和耗能裝置，最終選定了最優(yōu)的系統(tǒng)參數(shù)。

確定參數(shù)后，如何保證設(shè)備在超高電壓電流下安全穩(wěn)定運(yùn)行，成了又一難題。國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院甘肅—浙江工程成套設(shè)計項目經(jīng)理徐瑩從薄弱工況入手，深入挖掘過電壓機(jī)理和抑制方法，最終形成完整的過電壓分級深度抑制方案，成功將核心設(shè)備的過電壓應(yīng)力降低了10%以上，保證了“大國重器”的安全可靠。

通過反復(fù)迭代校核，國網(wǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院提出了包括換流站主接線、絕緣配合、控制保護(hù)策略在內(nèi)的最優(yōu)直流系統(tǒng)設(shè)計方案。在此基礎(chǔ)上，趙崢和團(tuán)隊核心骨干李探協(xié)同設(shè)備廠家成功研制了全系列特高壓柔性直流核心裝備，包括世界最大通流能力的5千安柔性直流換流閥，較前期技術(shù)提升67%；世界最大容量750兆伏安柔性直流換流變壓器，較常規(guī)特高壓換流變壓器提升80%。

預(yù)計甘肅—浙江工程全面投運(yùn)后，每年可輸送新能源電量超210億千瓦時，減排二氧化碳1700萬噸。工程的突破為內(nèi)陸“沙戈荒”清潔能源的遠(yuǎn)距離外送提供了全新方案，大幅降低了對電源和電網(wǎng)條件的要求。

另據(jù)了解，甘肅—浙江工程還在國際上首次研發(fā)應(yīng)用4.5千伏、5千安級電力半導(dǎo)體器件，研制成套設(shè)備，將助力形成柔性直流裝備產(chǎn)業(yè)集群，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力。

隨著能源轉(zhuǎn)型深入推進(jìn)，“沙戈荒”新能源大基地建設(shè)與深遠(yuǎn)海風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)，為特高壓柔性直流輸電技術(shù)提供了廣闊應(yīng)用前景。趙崢表示，通過持續(xù)的技術(shù)迭代與工程實踐，中國特高壓柔性直流輸電技術(shù)正不斷突破邊界，為建設(shè)新型能源體系和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供關(guān)鍵支撐。（經(jīng)濟(jì)日報記者 王軼辰）