近日，青海—河南±800千伏特高压直流工程（以下简称“青豫直流”）正式启动送电，工程建设取得重大进展。工程全面投产后每年可向河南输送清洁电量400亿千瓦时，在支撑青海能源支柱产业发展的同时，有效解决华中地区电力供需矛盾，改善大气环境质量。

青豫直流创下多项世界第一，其中包括首次研发应用升级版的特高压输电技术。何为升级版特高压输电技术？在保障青豫直流运行中，升级版特高压输电技术又将发挥什么作用？

十余项工程成功实践，特高压直流形成系列技术方案和成果

2010年7月8日，向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程投入运行。该工程由我国自主研发、自主设计、自主建设，是当时世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的直流输电工程，代表了当时世界高压直流输电技术的最高水平。之后，锦屏—苏南、哈密南—郑州、溪洛渡左岸—浙江金华±800千伏特高压直流输电工程陆续投运，特高压直流输电容量由640万千瓦逐步提升至720万千瓦、800万千瓦，直流主设备国产化率达到80%以上，实现了输电容量和核心设备国产化率双提升。

2017年，锡盟—泰州、扎鲁特—青州±800千伏特高压直流输电工程建成投运。两项工程的额定直流电流和额定容量均为6250安、1000万千瓦，受端分层接入特高压交流电网，国家电网进入大容量特高压直流输电阶段。上述工程在国家大气污染防治、打赢蓝天保卫战中发挥了重要作用。

2019年9月26日，准东—皖南±1100千伏特高压直流输电工程投运。该工程是目前世界上电压等级最高的直流输电工程，实现了直流电压、输送容量、交流网侧电压的全面提升，经济输电距离提升至3000～5000千米。

经过10余项特高压直流输电工程的成功实践，±800千伏特高压直流输电技术实现了输电容量、接入系统电压等级和接入系统方式等方面的突破，形成了一系列技术方案和成果：固化了±800千伏特高压直流主接线方式，推出了过电压与绝缘配合标准，制订了标准化控制保护方案，等等。特高压直流输电技术经过探索示范、优化提升，最终形成技术标准，为工程落地提供了有力支撑。

统筹确定成套设计方案，提升青豫直流安全裕度及可靠性水平

青豫直流是为了支撑青海新能源大规模开发而规划建设的特高压输电通道，也是世界上第一条专为清洁能源外送而建设的输电大通道，对推动国家能源转型意义重大。这对工程安全、质量等各方面提出了更高要求。

作为首个完全输送清洁能源发电的特高压直流工程，青豫直流面临新能源机组与特高压直流协调控制、大电网安全稳定等系统难题。同时，送端±800千伏海南换流站海拔接近2900米，是我国目前海拔最高的特高压换流站。送端换流站与750千伏合乐变电站及调相机工程、受端换流站与1000千伏驻马店变电站合建，必须统筹确定适合的技术方案。

升级版的特高压直流工程要依靠升级版特高压直流输电技术来保障。在国家电网有限公司确定工程定位后，承担工程成套设计任务的国网经济技术研究院有限公司把升级版特高压输电技术的研发重点从“做大”升级到“做优”，以本质安全为目标，围绕工程运行可靠性和全寿命周期利用效率，开展核心技术研发和方案设计，以成套方案为引领，全面提升工程安全裕度、标准化及可靠性水平。

升级版特高压直流输电技术研发与青豫直流成套设计同步进行。国网经研院第一时间成立攻关团队，提炼在运工程成果、挖掘提升空间、确定攻关方向。过电压与绝缘配合、海拔修正、阀厅空气净距、无功配置、控制策略……各专业协同推进，解决一项项技术问题。在提出直流新技术、成套新方案及新型控制策略后，国网经研院依托国家能源特高压直流输电工程成套设计研发（实验）中心，开展控制保护联调试验，全面校核验证方案。经过数次推理、演算、仿真及工程1351项联调试验的完整验证，攻关团队如期提出了升级版特高压直流输电技术方案，并将其有机融入工程成套设计与核心设备研制中。

特高压直流输电技术升级，支撑新能源电力大规模送出

升级版特高压直流输电技术研发以青豫直流为依托，其核心是提高工程的安全性、以技术进步促进关键设备升级换代，以及在安全裕度、性能指标提高的同时有效保障工程的经济性。升级版特高压直流输电技术在哪些方面进行了“升级”？

直流系统过负荷能力大幅提升。以往特高压直流输电工程的长期、2小时和3秒过负荷能力通常为额定功率、1.05倍额定功率和1.2倍额定功率。升级版特高压直流输电技术大幅提升直流过负荷能力，青豫直流长期、2小时和3秒过负荷能力分别提升至1.1倍额定功率、1.2倍额定功率和1.3倍额定功率。在系统故障或需要紧急频率控制时，青豫直流依靠强大的过负荷能力，可高效发挥对送受端电网的紧急支援作用。

设备安全裕度和标准化水平显著提高。青豫直流的直流系统主要电气点的电压耐受水平均采用合理最大值并保留一定裕度。送端换流站位于高海拔地区，设备外绝缘按3000米海拔高度统一修正，绝缘水平更高。送受端换流站均按照重污区标准一次配置外绝缘到位。按照网侧电压、短路阻抗和运输方式不同，攻关团队设计了3种不同参数的标准化换流变压器，保障了同一型号、同一技术路线换流变压器具有互换性。送受端换流变压器容量按送端统一设计，受端换流变压器的容量裕度得到提高。换流变压器网侧套管、阀侧套管、穿墙套管的通流能力与在运1000万千瓦容量的特高压直流工程保持一致，换流阀持续通流能力和短路电流耐受能力均得到提高。交流滤波器小组断路器统一接受了5轮C2级（容性电流开合过程中非常低的重击穿概率）试验考核，远高于国际通行的一轮C2级试验考核标准。

运行控制策略更加灵活。青豫直流以输送新能源电力为主。受光伏发电、风电的随机性、波动性影响，工程直流系统输电功率调节频繁。如果采用传统的控制策略，换流变压器分接开关、交流滤波器等设备频繁动作，会造成设备损耗增加、寿命降低。升级版特高压直流输电技术包含换流变分接开关新型控制策略，依托换流阀的灵活调节，可降低分接开关动作次数。根据计算，工程从最小功率升至额定功率，送端分接开关动作次数可由13次降至3次，设备使用寿命显著提高。

直流系统运行性能更优。针对青豫直流，升级版技术提出了优化直流系统运行性能、降低故障扰动下换流站暂态过电压等多项技术储备措施，如电流控制器智能调节技术、可控避雷器过电压抑制方案等。这些技术措施通过改善直流系统运行性能，为新能源电力输送能力提升提供了换流站解决方案，进一步提升了大规模新能源特高压直流送出系统的友好性。

6月，青豫直流双极低端直流系统启动调试，历时19天。直流系统经受住了低端全电压、全电流及过负荷的运行考核，全部设备功能性能得到系统验证。7月22日，该工程双极低端直流系统顺利通过168小时试运行后正式投入运行。

升级版特高压直流输电技术的成功研发和应用有效提升了工程安全性，促进了我国电力装备制造水平提升，进一步巩固了我国在特高压输电领域的技术优势，可为后续建设的特高压直流输电工程提供样板和借鉴。

  （作者单位：国网经济技术研究院有限公司）