中国储能网讯：特高压直流换流阀被誉为特高压直流输电工程的“心脏”，是实现交流电能和直流电能转换的关键设备。面向国家重大需求，国家电网有限公司自2004年开展自主产权换流阀及其试验技术研究，相继攻克换流阀电气特性等核心技术，成功研制出我国首个自主知识产权的特高压直流换流阀，主要技术指标优于国外同类产品，打破了跨国公司40余年的垄断地位，先后通过了国家能源局、中国电力企业联合会以及国际权威电力认证机构KEMA鉴定认证。

  2015年，±800千伏特高压直流输电换流阀关键技术及应用项目获国家电网公司科学技术进步特等奖，2016年获国家技术发明二等奖。目前，该成果成功应用于锦屏—苏南、白鹤滩—浙江、巴西美丽山送出二期特高压直流工程等17项国内外特高压直流输电工程，实现了高端电力装备“中国创造”“中国引领”。A5000型特高压直流换流阀模型在中国共产党历史展览馆展出，并列入该馆永久馆藏展品。

开拓进取

打造中国人自己的试验平台

  6月4日，由南瑞集团有限公司中电普瑞电力工程有限公司承担的宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程中宁换流站换流阀项目、哈密—重庆±800千伏特高压直流输电工程渝北换流站换流阀项目正式启动型式试验工作。

  试验平台既是换流阀的研制工具，又是检验工具。没有它，研发换流阀无异于纸上谈兵。此前，国际上只有个别跨国公司拥有直流试验平台，国内的换流阀要运至欧洲才能作试验。

  为打造中国人自己的试验平台，研发团队广泛阅读资料，厘清了换流阀在工程正常运行和系统故障中可能承受的电压、电流强度和波形。在最困难的电路拓扑研究阶段，研发团队为了实现最优的电路拓扑，几个月连轴转，一遍遍进行计算、仿真试验，前后推翻5种设计方案，终于提出了双注入合成试验方法。

  2009年，研发团队研制出我国首套特高压换流阀型式试验装置，结束了我国换流阀20余年“国内组装、国外试验”的窘境。截至目前，该装置已为近20项特高压工程提供技术支撑，节约建设成本数十亿元。

攻坚克难

掌握特高压换流阀核心技术

  一个换流阀单阀由上百个晶闸管串联组成，一系列的技术难题摆在研发团队面前：换流阀晶闸管动态均压、微秒级开通关断一致性、换流阀宽频电压下的电位分布及屏蔽系统设计、换流阀电磁场研究及高电位驱动板电磁兼容设计、双冗余阀控系统无扰动切换、庞大数据实时通信和处理……

  在多位专家学者的帮助下，研发团队继续开展电气应力、电磁场强度、电位分布和晶闸管动态均压参数等一系列理论计算和研究，从一个个晦涩艰深的公式推导计算，最终完成指导电气设计的几百页研究报告。研发团队精确计算出换流阀每个部件的电气参数和设备的抗震能力、发热功率及冷却系统参数，并研制出一系列关键零部件；对±800千伏高电位晶闸管触发与检测板的电磁干扰强度进行了充分的理论计算和试验测试，为驱动板电磁兼容设计提供了有力支撑；开发出能够无扰动切换、具备庞大数据实时通信和处理能力的阀控系统。

  2010年6月23日晚，来自国际权威电力认证机构KEMA的监造人员看到研发团队模拟出最恶劣工况的非周期触发试验波形时，给予高度评价。这让坚守一线的研发团队成员骄傲无比：“我们终于掌握了特高压换流阀核心技术，打破了国外技术垄断，再也不用受制于人了！”

  一周后，研发团队正式宣布特高压换流阀研制成功。我国特高压换流阀完成了基础理论研究、设备研制、标准规范、工程实施等系列技术研究，攻克了特高压换流阀长间隙放电特性研究、阀模块水电极防腐蚀等关键技术难点，主要技术参数优于国外同类产品，打破了跨国公司40余年的技术垄断，在国际直流输电领域发出了“中国声音”。

步履不停

“中国智造”走向世界

  科技创新是为了服务工程应用与社会发展，工程化应用是对换流阀性能最好的验证。2011年，中电普瑞电力工程有限公司作为自主可控换流阀研发单位，参与了我国首项具有自主知识产权的±800千伏锦屏—苏南特高压直流工程的建设工作，其研制的A5000型换流阀也于2012年12月在该工程中应用。

  创新的脚步从未停止，研发团队以“中国智造”为目标，不断突破特高压直流换流阀研制极限，从±800千伏/4750安培的样机开始，电流陆续提升到5000、5500、6250安培。2012年1月，世界首台±1100千伏直流换流阀样机研制成功，首次采用8.5千伏/5000安培晶闸管9级压装大组件、无卤素绝缘槽梁及管形顶屏蔽罩等所有部件按照晶闸管反向能力的独特设计，具有最大兼容性。经KEMA认证，各项核心试验参数及性能指标均创世界之最。

  2019年9月，A5000型换流阀在巴西美丽山送出二期特高压直流工程项目中投运，标志着我国直流核心装备成功走向世界。

  目前，A5000型换流阀已成功应用于国内外19项重大直流工程，设备可靠性和可用率遥遥领先，充分发挥了“大国重器”“顶梁柱”作用，创造直接经济效益近百亿元。