昆柳龙直流工程:“超级团队”攻克技术关键点

2020-07-30 来源:南方工报 作者:王艳 向忠平
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  近日,昆柳龙直流工程昆北-龙门换流站双极低端成功解锁,双极直流通道同时调试送电,标志着昆柳龙直流工程第一阶段投产已进入冲刺阶段。此次双极低端带电系统调试范围涵盖双极低端柔直阀、柔直变、常规阀、换流变、桥臂电抗器等设备,涉及首台、套设备多,调试步骤近千步。

  乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(简称“昆柳龙直流工程”)是国家“十三五”规划建设的跨省区输电重点示范工程,集特高压多端直流、特高压混合直流、特高压柔直技术应用于长距离架空线路等最复杂最前沿的电网技术于一体。工程建设伊始,南方电网超高压公司就统筹内部技术力量、打破组织分隔,抽选65名技术骨干组成了柔直换流阀、直流控保系统、柔直变压器及电抗器、直流开关与穿墙套管等四支攻关团队,围绕特高压多端直流、大容量柔性直流、IGBT元器件、柔直变压器等关键设备和核心技术全力开展攻坚。四支攻关团队是如何攻克一道道技术难题?近日,记者走进该工程的柔直换流阀技术团队,感受建设者技术创新的魅力。

  原创性技术成果保护国产“心脏”

  “昆柳龙直流工程受端两个换流站均采用柔性直流输电,柔直换流阀是柔性直流输电的关键设备之一,被称为工程的‘心脏’。” 柔直换流阀攻关团队组长、南方电网超高压公司基建部总经理任成林介绍,以往的柔性直流输电,最高电压仅达到±500千伏,而昆柳龙直流工程的电压达到±800千伏,可以说,这是个超级强大的“心脏”,将承担将特高压、远距离、大容量清洁水电转换为日常使用的交流电的重任。

  “我们围绕柔直阀功率模块高可靠保护技术、提高柔直阀和阀控可靠性、特高压柔直阀阀控技术、国产功率器件应用等8个攻关方向开展攻关。”任成林说,团队把“高可靠性功率模块旁路技术的研究”作为攻关的重点,自主研究新的柔直换流阀拓扑,研发新型电力电子器件,取得了多项原创性成果,获得了21项核心知识产权专利,实现了“单一模块故障不导致系统跳闸”的攻关技术目标。

  据了解,从概念到具体方案,从研究设计到实施,技术团队先后组织召开了50多次专题技术交流会,30余次现场试验见证,8次攻关组大会,解决了特高压柔直阀参数确定、设计、生产、试验等40余项关键问题。任成林表示,昆柳龙直流工程柔直换流阀技术指标明显优于同类工程,一些先进技术不仅应用于即将建设的海上柔直项目,还将被国外厂家所借鉴,将引领柔性直流工程行业。

  推动关键核心设备国产化

  直流系统最关键的核心设备是柔性直流换流阀,其中的IGBT器件,被称为核心中的“CPU”。该项目部技术工程师周竞宇介绍,由于IGBT产品设计、芯片制造、封装测试及产品稳定性方面难度大,这种器件占柔直换流阀价格40%左右,3300伏以上高电压等级的IGBT主要由少数国外厂家垄断,价格高昂。而且厂家受生产能力限制,供货进度也难以有效保证。于是,攻关团队就组织国内厂家在国产器件应用方面开展了多项联合试验和性能测试,推进国产IGBT器件设计及制造工艺改进,解决了多项关键技术问题。今年6月,昆柳龙直流工程昆北—龙门两端站系统调试全部顺利完成, 其中,国产IGBT柔直阀功率模块的成功应用,标志着功率模块国产化应用向前迈出关键一步。

  “柔直换流阀作为换流站的‘心脏’,设备安装也非常严苛。”周竞宇告诉记者,为保障柔直换流阀安装环境的高洁净度要求,攻关团队创新采用阀厅六级防尘措施,将阀厅微尘成功控制在微米级,确保阀厅的洁净才能保证“心脏”强健有力的搏动,“看着现场一座座阀塔在换流站像‘积木’一样堆起来,感觉像是自己的孩子一样,情不自禁要去呵护。”

  编辑:白灵