中国储能网讯:国网电力科学研究院有限公司(南瑞集团有限公司)南瑞继保特高压直流与柔性输电高端装备攻关团队秉持“科技报国、实业报国”理念,成功突破了特高压直流输电、柔性交流输电等“卡脖子”技术,为我国电力领域科技创新作出积极贡献。团队曾获“首届国家卓越工程师团队”称号,获国家科学技术进步奖二等奖等国家级、省部级科技奖励62项。
“你们研制的换流阀和阀控产品投运两个多月,运行稳定、运维便捷,感谢你们让老站焕发新生!”今年2月,巴西伊泰普水电站±600千伏直流送出改造项目的巴方项目经理发来信息,感谢国网电力科学研究院有限公司(南瑞集团有限公司)南瑞继保特高压直流与柔性输电高端装备攻关团队。这是该团队在电网核心装备技术方面的又一次突破性实践。
2024年12月,由国网电科院(南瑞集团)南瑞继保特高压直流与柔性输电高端装备攻关团队承担的巴西伊泰普直流送出改造项目Ⅰ期4号阀厅换流阀改造工程顺利投运,一次性送电成功。我国高压直流输电技术、标准和装备“走出去”取得了新突破。
伊泰普直流输电工程是世界电力发展史上具有里程碑意义的标志性工程,是20世纪80年代全球电压等级最高、输送容量最大、技术水平最高的直流输电工程,首批机组于1984年投运。要对这个运行40多年的直流输电工程进行改造升级并非易事:水电站部分图纸资料已丢失,软硬件设计信息不全,换流阀系统设计面临巨大挑战。
“工程师就是要解决实际问题,创新永远在路上!”每当遇到棘手难题,团队成员就会相互鼓劲。这一次,他们带着4号阀厅换流阀阀塔改造任务前往巴西。
正常情况下,阀厅设计要先根据阀塔的实际需求进行规划。但是此次改造需要沿用旧阀厅,这意味着团队只能根据阀厅尺寸来设计阀塔。受限于空间条件,阀厅内无法采用传统的悬挂式阀组。改造还需满足严格的性能要求。团队与业主方深入研讨,反复验证方案、开发测试,最终提出了“外支撑+内悬吊”全新型立式阀塔设计方案,使阀塔尺寸较典型结构压缩30%,成功解决了伊泰普水电站阀塔改造中的阀厅尺寸受限问题。
随着世界范围内新能源的大规模开发,新能源发电如何稳定并网,成为世界各国面临的难题。柔性直流输电技术作为最新一代直流输电技术,在大规模可再生能源接入、电网柔性互联等方面具有独特优势。20年前,这一技术被国外垄断,当时被认为是国内企业无法攻克的技术。
“不管多难,我们一定要做出自己的柔性直流输电装备,而且还要超越国外的技术水平!”2006年3月,团队正式启动柔性直流输电技术研究。
柔性直流输电采用全新的全控型电力电子器件和模块化多电平拓扑,这一技术当时在国内尚属空白,国外技术又严密封锁。要做柔性直流输电,只能从零开始。从罗列无数个问题到逐一突破瓶颈,经过5年攻坚,团队终于取得了成功:支撑建设的亚洲首个柔性直流输电示范工程——上海南汇风电场柔性直流输电工程顺利投运。团队攻克的柔性直流输电技术达到世界领先水平,如今已经支撑了多项柔性直流工程建成投运,包括浙江舟山五端柔性直流输电工程、张北柔性直流电网试验示范工程等。
“风光”无限好,电送千万家。随着新能源电源在电力系统中的占比不断提高,电力系统稳定运行面临新的技术挑战。
2020年1月,团队锚定攻关构网型技术,以解决新能源大规模接入电网带来的动态电压不稳问题。构网型技术是对传统同步发电机特性进行模拟,可为电网提供惯量支撑、电压支撑。
经过反复验证,团队在国内率先提出了基于储能打造理想同步电源的构网理念。这一以储能元件为载体的“理想同步电源”经过全面测试后,展现出了卓越性能:在电力系统运行全过程呈现同步电压源特性,无延时自然响应系统扰动,既可独立构建电力系统,也能自然融入现有电力系统并与其它设备协同工作。
2024年,团队研制的系列构网型产品实现了多场景全面应用:6月,世界首套66千伏构网型静止无功发生器(SVG)在四川成都投运,使德宝直流丰期送电能力提升100万千瓦;8月,业内首个大规模工矿场景新能源独立电网工程——西藏阿里拉果错“源网荷储”新型能源系统项目顺利投运,基于构网型储能的源网荷储一体化“孤网绿电”方案得到验证,打造了边远地区矿用电源新样板;10月,世界首套基于模块化多电平换流器(MMC)静止同步调相机在西藏拉萨110千伏当雄变电站投运,为解决西藏电网可能出现的动态无功支撑不足、断面输送功率受限等问题提供了切实可行的方案;12月,全球首次百兆瓦级构网型储能离网人工短路试验在国能宁东曙光储能电站顺利完成,为“沙戈荒”大基地新能源电力大规模外送提供了全新解决方案。
从直流输电技术突破到构网型技术创新提速,国网电科院(南瑞集团)的这支攻关团队持之以恒、百折不挠,一步一个脚印,不断攀登电力技术高峰,彰显了“大国重器”的责任担当。