南網(wǎng)科研院：自主攻關(guān) 打破技術(shù)封鎖

[導(dǎo)語]

在2020年廣東省科技創(chuàng)新大會上，南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司（以下簡稱“南網(wǎng)科研院”）表現(xiàn)亮眼，一舉斬獲多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。其中，南網(wǎng)科研院牽頭完成的“我國高壓柔性直流輸電核心技術(shù)完全自主化攻關(guān)及重大工程應(yīng)用”項(xiàng)目（以下簡稱“項(xiàng)目”），榮獲2019年度廣東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。據(jù)悉，在此之前，只有少數(shù)國外龍頭企業(yè)掌握柔性直流輸電技術(shù)，此項(xiàng)目的順利開展和完成，意味著國外技術(shù)壟斷的時(shí)代宣告結(jié)束。正是因?yàn)橛邢衲暇W(wǎng)科研院這樣銳意創(chuàng)新、不懈奮斗的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)，廣東省在建設(shè)科技創(chuàng)新強(qiáng)省的道路上越走越好。

瞄準(zhǔn)電網(wǎng)科技前沿 攻克柔性直流輸電技術(shù)

柔性直流輸電技術(shù)是新一代直流輸電技術(shù)，具有有功無功獨(dú)立控制、占地面積小、環(huán)境友好等突出優(yōu)點(diǎn)，在大規(guī)模新能源（含海上風(fēng)電）送出、異步電網(wǎng)互聯(lián)、孤島供電等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛。在開展“我國高壓柔性直流輸電核心技術(shù)完全自主化攻關(guān)及重大工程應(yīng)用”項(xiàng)目前，全球僅有ABB、西門子等少數(shù)外國企業(yè)掌握該項(xiàng)技術(shù)，且均對我國進(jìn)行了技術(shù)封鎖。為打破壟斷，科技部設(shè)立了重大專項(xiàng)，組織有關(guān)科研單位對該項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行集中攻關(guān)。南網(wǎng)科研院項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)承擔(dān)了我國首個(gè)柔性直流輸電國家級重大科技項(xiàng)目，該項(xiàng)目主要具有以下創(chuàng)新點(diǎn)：

一是在全球首創(chuàng)多風(fēng)電場經(jīng)多端柔性直流輸電系統(tǒng)匯集并網(wǎng)技術(shù)，解決了多端柔性直流組網(wǎng)、多風(fēng)電場與多換流器協(xié)調(diào)控制等重大技術(shù)難題，改變了世界上只有“點(diǎn)對點(diǎn)”柔性直流送電的情況，為大規(guī)模海上風(fēng)電開發(fā)后的靈活匯集及送出奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

南網(wǎng)科研院柔性直流換流閥閥廳

二是研發(fā)了高壓大容量柔性直流輸電的系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)技術(shù)，解決了柔性直流主回路參數(shù)設(shè)計(jì)與交流電網(wǎng)的交互影響等技術(shù)難題，開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的柔性直流設(shè)計(jì)軟件，建立了自主化的柔性直流輸電設(shè)計(jì)體系。

三是研發(fā)了高壓大容量柔性直流換流閥、控制保護(hù)系統(tǒng)和高壓直流電纜等柔性直流成套核心裝備，柔性直流輸電在電壓等級和輸送容量上處于世界領(lǐng)先地位，為我國千兆瓦級的海上風(fēng)電經(jīng)柔性直流送出、大電網(wǎng)柔性互聯(lián)奠定了高端裝備制造的基礎(chǔ)。

四是建成了世界領(lǐng)先的覆蓋柔性直流輸電系統(tǒng)技術(shù)研究、裝備研制和主設(shè)備試驗(yàn)的柔性直流輸電試驗(yàn)平臺，形成國內(nèi)首批柔性直流輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)了我國柔性直流輸電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

南澳工程地理結(jié)構(gòu)

魯西工程換流站鳥瞰圖

項(xiàng)目喜獲佳績 技術(shù)成果廣受好評

項(xiàng)目取得專利39件（其中發(fā)明專利21件）、軟件著作權(quán)4件；發(fā)表論文35篇，其中SCI 索引文章5篇、EI 索引文章12篇；出版專著2部；形成國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)11項(xiàng)。項(xiàng)目成果通過了中國電機(jī)工程學(xué)會及中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會的鑒定，并獲得“多端柔性直流輸電技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平”“千兆瓦級柔性直流背靠背系統(tǒng)裝備達(dá)到國際領(lǐng)先水平”等評價(jià)。 此外，項(xiàng)目相關(guān)研發(fā)設(shè)備的銷售額累計(jì)達(dá)11.77億元。

依托項(xiàng)目成果，我國建成了世界首個(gè)多端柔性直流輸電示范工程和世界電壓等級最高、容量最大的柔性直流背靠背輸電工程——南澳多端柔性直流輸電工程（以下簡稱“南澳工程”）。該工程應(yīng)用了項(xiàng)目中的多端柔性直流輸電技術(shù)和大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)等成果，建成了±160kV/200MW/100MW/50MW三端柔性直流輸電工程，并完成了風(fēng)電并網(wǎng)、交直流故障試驗(yàn)、運(yùn)行方式在線切換等全部系統(tǒng)的調(diào)試試驗(yàn)。自2013年12月25日投運(yùn)以來，南澳工程已成為南澳島風(fēng)電外送的主要通道。

此外，依托項(xiàng)目研制的千兆瓦級柔性直流背靠背系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)、千兆瓦級柔性直流換流閥研制等成果，云南電網(wǎng)與南網(wǎng)主網(wǎng)魯西背靠背直流異步聯(lián)網(wǎng)工程（以下簡稱“魯西工程”）于2016年8月順利投運(yùn)。該工程將柔性直流背靠背技術(shù)應(yīng)用于交流500 kV主網(wǎng)架，為世界首次。

總體而言，依托項(xiàng)目成果的上述兩個(gè)工程的可靠性、能量可用率指標(biāo)處于國際領(lǐng)先水平。截至2019年12月底，魯西工程累計(jì)送電量125.26億度，南澳工程累計(jì)送電量12.6億度，相當(dāng)于節(jié)約448.15萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放約1213.22萬噸；以0.62元/千瓦時(shí)電費(fèi)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益約85.47億元。

自主創(chuàng)新 推動(dòng)電力領(lǐng)域跨越發(fā)展

依托項(xiàng)目，南網(wǎng)科研院還建成了柔性直流與電力電子實(shí)時(shí)仿真實(shí)驗(yàn)研究平臺、±500kV級柔直換流閥絕緣試驗(yàn)平臺等一系列工程技術(shù)研究平臺，并被認(rèn)定為廣東省直流輸電工程技術(shù)研究中心、直流輸電技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等省部級以上重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。通過項(xiàng)目的成功實(shí)施和推廣應(yīng)用，南網(wǎng)科研院成功組建了產(chǎn)學(xué)研用科研團(tuán)隊(duì)，培養(yǎng)了大批專業(yè)技術(shù)人才，帶動(dòng)了國內(nèi)高壓大容量柔性直流輸電換流器、控制保護(hù)等核心裝備制造業(yè)的發(fā)展，提升了我國能源科技自主創(chuàng)新能力和國際競爭力，極大地推動(dòng)了我國電氣工程學(xué)科和電力工業(yè)的發(fā)展。

未來，南網(wǎng)科研院將進(jìn)一步加強(qiáng)特高壓柔性直流輸電技術(shù)、粵港澳大灣區(qū)柔性電力互聯(lián)技術(shù)、遠(yuǎn)海岸海上風(fēng)電通過柔性直流輸電送出技術(shù)等的研發(fā)，以更好地服務(wù)于能源行業(yè)的發(fā)展。