中國儲能網(wǎng)訊：6月24日，全國科技大會、國家科學技術獎勵大會、兩院院士大會在人民大會堂隆重召開。國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司牽頭項目“柔性直流換流器關鍵技術及應用”、參與項目“高壓大容量直流開斷半導體器件、關鍵技術與系列化直流斷路器”獲國家技術發(fā)明獎二等獎。
為了答好柔性直流輸電技術這份答卷，國網(wǎng)智研院柔性直流項目團隊20年不懈堅持與科研攻關，從無到有、由淺入深，推動我國直流輸電技術實現(xiàn)從跟跑到領跑的華麗轉變，書寫了我國乃至世界直流輸電領域的新篇章。
破冰啟航 實現(xiàn)我國柔性直流輸電零的突破
柔性直流輸電技術是20世紀90年代發(fā)展起來的一種新型直流輸電技術。在構建新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)能源低碳轉型中，它也是一項戰(zhàn)略性關鍵技術。然而，攀登柔性直流輸電技術高峰并非易事?！?004年，柔性直流對我們來說只是一個概念，我們面臨無機理、無裝備、無應用的局面，相當于在一張白紙上作畫，能畫成什么樣大家都不清楚?！眹W(wǎng)智研院總工程師賀之淵回憶起研究之初的形勢。當時，剛剛獲得博士學位的賀之淵帶著六七個碩士生和博士生研究柔性直流輸電技術，團隊成員平均年齡僅28歲。
“第一臺柔性直流換流閥樣機是我們科研人員親手安裝的。”柔性直流項目團隊第一批成員之一趙巖回憶道。如今他已是國網(wǎng)智研院先進輸電技術全國重點實驗室學術帶頭人。
柔性直流換流閥核心器件絕緣柵雙極晶體管（IGBT）動作頻率高、功率大，就像一匹烈馬，擁有強大的能量和出色的性能，但同時又難以馴服。
2008年冬天的一個周末，研發(fā)人員進行換流閥子模塊短路測試時發(fā)生了IGBT驅動保護配置不當導致的器件爆炸，一聲巨響響徹實驗室。大家并沒有退縮，迅速冷靜下來，共同排查問題根源，更換了損壞的零部件，繼續(xù)進行探索。
在全面突破關鍵技術瓶頸并成功研制出樣機的基礎上，經(jīng)過十余次設計迭代、上百次專家評審，團隊最終成功研制出柔性直流換流閥、閥基控制器等成套設備，構建了柔性直流核心技術體系。
工程應用是對技術、設備的最終檢驗。2011年年初，帶著經(jīng)過多次試驗驗證的柔性直流成套設備，團隊赴上海南匯風電場開展工程實施。當年7月，亞洲首條柔性直流輸電示范工程——上海南匯風電場柔性直流輸電工程正式投運，實現(xiàn)了我國在柔性直流輸電領域零的突破。至此，國家電網(wǎng)有限公司成為繼瑞士ABB、德國西門子之后，世界上第三家完全掌握柔性直流輸電全系列核心技術的企業(yè)，為該領域后續(xù)研究和工程建設積累了寶貴的實踐經(jīng)驗。
砥礪前行 推動柔性直流技術進步
在取得初步進展后，團隊并沒有停下腳步。2013年，團隊研制出世界首個±320千伏/1000兆瓦柔性直流換流器，破解了柔性直流向千兆瓦級以上容量發(fā)展的技術瓶頸，被國際權威機構DNV KEMA實驗室評價為“打破世界紀錄”。2015年，該產(chǎn)品在廈門±320千伏柔性直流輸電科技示范工程中成功應用，標志著我國實現(xiàn)了柔性直流輸電技術領域的國際引領。
團隊還在2014年自主研發(fā)了世界首個200千伏高壓直流斷路器，為直流輸電向更為靈活經(jīng)濟的直流電網(wǎng)方向發(fā)展提供了關鍵技術支撐。2016年，該斷路器成功應用于舟山五端柔性直流輸電工程，填補了高壓直流斷路器工程應用的國際空白。
2017年，團隊研制出當時世界上參數(shù)最高的500千伏柔直閥、直流斷路器。2020年，柔直閥、直流斷路器應用在世界首個柔性直流電網(wǎng)工程——±500千伏/3000兆瓦張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程，實現(xiàn)柔性直流“織線成網(wǎng)”，助力奧運史上冬奧場館首次實現(xiàn)100%綠電供應。張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程把張家口地區(qū)的風能、太陽能等清潔能源轉變成的綠色電能穩(wěn)定輸往京津冀地區(qū)，為破解新能源大規(guī)模開發(fā)利用的世界級難題提供了中國方案。
走出國門 在世界柔性直流技術領域圓夢
在全球化發(fā)展背景下，讓我國柔性直流技術走向世界是團隊成員共同的夢想。
2014年，團隊率先獲得歐洲柔性直流投標資質，拿到了國際市場的“入場券”。2018年，團隊首次參與海外工程總承包（EPC）工程投標。由于國內外工程在執(zhí)行條件、管理模式、運行狀態(tài)方面存在較大差異，外加受文化差異、國際形勢等因素影響，團隊連續(xù)投標七個工程均以失敗告終。
團隊成員陽岳希感慨道：“特別是幾次排名第二的結果，讓我們一度覺得要打破跨國集團的壟斷幾乎是不可能的?！贝藭r，作為團隊負責人的賀之淵鼓勵大家堅定技術自信：“我們建成了我國第一條具有自主知識產(chǎn)權的柔性直流輸電工程，技術方面沒問題，只是缺少經(jīng)驗而已，最后這一道門檻，努努力一定可以跨過去。”
2021年，團隊重整旗鼓，與ABB、西門子和美國通用電氣同臺競爭±320千伏/1030兆瓦德國BorWin6海上風電柔性直流工程。經(jīng)過半年的談判，2022年2月14日，團隊收到了來自德國TenneT電網(wǎng)公司的中標通知。
目前，團隊結合海上風電應用需求，實現(xiàn)了換流閥緊湊化、適海性設計，提高了換流閥功率密度及遠距離海運抗振能力，開發(fā)運維工裝縮短了換流閥檢修時間。
從自力更生、技術進步，再到全方位“走出去”參與國際競爭，團隊一路筑夢、追夢、圓夢。經(jīng)過20年的努力，團隊在國際市場上樹起了一塊柔性直流輸電技術的“金字招牌”，助力我國掌握了在柔性直流輸電領域的話語權，為實現(xiàn)高水平科技自立自強貢獻著國網(wǎng)智慧。
