世界首個特高壓柔性直流工程提前投產(chǎn)，創(chuàng)17項世界第一

“云南至廣東柔性直流雙極低端調(diào)試通過，現(xiàn)在正式投產(chǎn)！”7月31日， 世界首個特高壓柔性直流工程——昆柳龍±800千伏特高壓多端柔性直流輸電工程提前實現(xiàn)階段性投產(chǎn)。

昆柳龍直流工程廣東段跨越北江線路

南方電網(wǎng)公司介紹，昆柳龍直流工程起于云南昆北換流站，分別送電到廣西柳北換流站和廣東龍門換流站，線路全長1452公里，橫跨云南、貴州、廣西、廣東四省區(qū)。工程總投資242.6億元，2018年12月全面開工建設(shè)，計劃2021年汛期前全部建成投產(chǎn)；此次階段性投產(chǎn)的是云南至廣東柔性直流雙極低端，較計劃提前30天。

昆柳龍直流工程是國家西電東送重點工程：將前不久剛剛建成投運的世界第七大水電站——烏東德水電站豐沛的水電源源不斷送往粵港澳大灣區(qū)和廣西電力負荷中心。

±800千伏龍門換流站

昆柳龍直流工程全部建成后，整體送電容量達800萬千瓦，屆時，南方電網(wǎng)西電東送總能力將超過5800萬千瓦，廣東、廣西受端容量分別增加500萬和300萬千瓦。2019年南方電網(wǎng)西電東送電量2265億千瓦時，清潔能源占比84%；工程全部建成后，每年增加輸送西部清潔水電330億千瓦時，相當(dāng)于減少標(biāo)煤消耗約1000萬噸，減排二氧化碳2660萬噸；其中每年預(yù)計送電廣東200億千瓦時，相當(dāng)于深圳市一年全社會用電量的五分之一。工程將為滿足“十四五”期間和后續(xù)粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟發(fā)展用電需求奠定堅實基礎(chǔ)，為廣西經(jīng)濟社會發(fā)展提供進一步的電力供應(yīng)保障，同時將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，助力云南綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

“這是一個領(lǐng)跑世界的超級工程”。中國工程院院士李立浧表示，它的提前投產(chǎn)標(biāo)志著我國特高壓直流輸電技術(shù)提升到空前水平，開創(chuàng)出新的輸電模式，為世界電網(wǎng)發(fā)展提供寶貴的經(jīng)驗。

工程在世界上首次采用特高壓多端混合直流系統(tǒng)：送端是常規(guī)直流，兩個受端是柔性直流。李立浧透露，工程全部建成后將創(chuàng)造17項世界第一，包括世界上第一個±800千伏特高壓柔性直流輸電工程，世界上單站容量最大的柔性直流輸電工程，世界上第一個具備架空線路故障自清除及再啟動能力的柔性直流輸電工程等，“每項世界第一都可以寫一篇大文章”。

南網(wǎng)公司首席技術(shù)專家、南網(wǎng)科研院董事長饒宏介紹，“我們在世界上首次提出研發(fā)特高壓柔性直流技術(shù)，開發(fā)混合多端直流輸電系統(tǒng)，能夠提升電網(wǎng)安全穩(wěn)定，讓復(fù)雜的電網(wǎng)變得更加靈活可靠，支持西電東送直流輸電持續(xù)發(fā)展。”

這17項世界第一的背后，是成套設(shè)備從無到有，其中大量前所未有的運行方式要逐一破解。為此，南網(wǎng)公司牽頭，聯(lián)合國內(nèi)科研院所、高校、設(shè)備廠家等，在輸電技術(shù)領(lǐng)域“無人區(qū)”展開了一場歷時數(shù)年的重大核心技術(shù)突圍，重點圍繞特高壓柔性直流拓撲結(jié)構(gòu)、控制保護系統(tǒng)以及IGBT元器件、柔性直流變壓器等關(guān)鍵設(shè)備和核心技術(shù)進行攻關(guān)。

從概念到具體方案，從研究設(shè)計到實施，科研攻關(guān)團隊在特高壓柔性直流、多端直流系統(tǒng)技術(shù)、設(shè)備制造和試驗技術(shù)、安裝運行技術(shù)等領(lǐng)域取得了多項重大突破和技術(shù)成果，解決了一批世界級難題。

昆北換流站低端閥廳

柔性直流換流閥被稱為工程的“心臟”。 如今，世界首個能承受±800千伏特高壓的國產(chǎn)“心臟”已在龍門換流站正?！疤鴦印?。其中一些先進技術(shù)將被應(yīng)用到即將建設(shè)的海上柔性直流項目，并將被國外廠家借鑒。

昆柳龍直流工程建設(shè)難度極大。線路平均海拔1300米，高山大嶺區(qū)域占比54.6%，重冰區(qū)占比10.5%，跨越鐵路、通航河流、公路、重要電力線等2691回次。工程還首次使用大跨度特高壓柔性直流閥廳，屋蓋網(wǎng)架總面積為電力建設(shè)史上之最。今年年初突如其來的新冠疫情，讓工程一度按下“暫停鍵”，更大大增加了工程推進難度；同時，工程建設(shè)還要克服沿線地區(qū)連續(xù)強降雨等自然災(zāi)害的影響。

萬余名建設(shè)者連續(xù)奮戰(zhàn)5個月，實現(xiàn)了項目提前階段性投產(chǎn)?！拔覀儗⒃俳釉賲?，一鼓作氣加快建設(shè)，確保工程明年汛期前如期全部投產(chǎn)?！蹦暇W(wǎng)公司基建部總經(jīng)理湯壽泉表示。

南網(wǎng)方面透露，在工程建設(shè)的同時，廣州電力交易中心協(xié)調(diào)各方，今年烏東德電站商業(yè)運行電量擬全電量參與跨省區(qū)市場化交易，交易價格通過市場化方式形成，保障“電發(fā)出”即可“送出”。

工程創(chuàng)造的世界第一

1. 世界上第一個±800千伏特高壓柔性直流輸電工程。

2. 世界上單站容量最大的柔性直流輸電工程（5000兆瓦）。

3. 世界上第一個采用全橋和半橋混合橋閥組的特高壓柔性直流輸電工程。

4. 世界上第一個高端閥組、低端閥組串聯(lián)的特高壓柔性直流輸電工程。

5. 世界上第一個輸電距離超過一千公里的遠距離大容量柔性直流輸電工程。

6. 世界上第一個具備架空線路故障自清除及再啟動能力的柔性直流輸電工程，第一次實現(xiàn)利用混合橋閥組輸出負電壓清除線路故障，可以高速再啟動。

7. 世界上第一個常規(guī)直流和柔性直流混合的直流輸電系統(tǒng)，送端采用常規(guī)直流，受端采用柔性直流。

8. 世界上第一個混合多端直流輸電工程，送端常規(guī)直流和受端2個柔性直流組成多端系統(tǒng)。

9. 構(gòu)建了世界上第一個由柔性直流和常規(guī)直流組成的多直流饋入電網(wǎng)系統(tǒng)，柔性直流同時提供有功和無功，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平。

10. 研發(fā)了世界上第一個特高壓混合多端直流輸電控制保護系統(tǒng)，實現(xiàn)了送端常規(guī)直流和受端2個柔性直流組成的多端系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制，組成了世界上最多運行方式的直流系統(tǒng)。

11. 研發(fā)了世界上容量最大的柔性直流換流閥（±800千伏/5000兆瓦），世界上柔性直流單站換流器功率模塊數(shù)量最多（5184個）。

12. 世界上第一次實現(xiàn)了特高壓混合直流系統(tǒng)單閥組、單站在線投退，克服了混合橋閥組直流短接充電和零壓大電流運行難題。

13. 世界上首次系統(tǒng)地研發(fā)制造了電壓等級最高、容量最大的柔性直流成套裝備。

14. 建設(shè)了世界上最大的直流輸電閥廳（長89米×寬86.5米×高43.75米）。

15. 世界上首次實現(xiàn)了交流故障下多端柔性直流穩(wěn)定運行，達到交流故障全穿越。

16. 世界上首次建立了單一功率模塊任意故障均能安全隔離的長期可靠運行技術(shù)。

17. 世界上首次建立了特高壓常規(guī)直流和柔性直流混合輸電技術(shù)的技術(shù)規(guī)范和成套設(shè)計技術(shù)。