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      南京南瑞繼保電氣有限公司
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      《中國電力報》:勇攀柔直技術高峰——南瑞繼保為世界首個五端柔直工程保駕護航

      2014-09-01 信息來源:中國電力報

         為 進一步增強浙江舟山海島供電容量與可靠性、提升對風電等分布式新能源的消納能力,2012年12月14日,浙江省發展和改革委員會批準建設舟山多端柔性直 流輸電重大科技示范工程,工程采用±200千伏直流電壓,在定海、岱山、衢山、泗礁及洋山各建設一座換流站,容量分別是40萬千瓦、30萬千瓦、10萬千 瓦、10萬千瓦、10萬千瓦。

          舟山五端柔性直流輸電示范工程是世界首個五端柔性直流輸電工程。南京南瑞繼保電氣有限公司(簡稱“南瑞繼保”)承擔多端控制保護系統、直流電子式電壓互感 器以及定海、岱山、衢山站的換流閥、直流電流互感器供貨任務。從2013年6月合同簽訂到2014年1月設備發運到現場,南瑞繼保人用了短短半年時間就完 成全部設備的生產與試驗,創造了柔性直流輸電裝備制造的最高效紀錄。

          2014年7月4日,舟山五端柔性直流輸電示范工程正式投入運行。該工程的順利投運不僅為舟山群島新區“大開發、大開放、大發展”提供了強有力的電力保障,同時將為柔性直流輸電的大規模推廣起到了很好的示范作用。


          八年攻關打破壟斷

          舟山五端柔性直流輸電示范工程的順利供貨與實施,背后是南瑞繼保人長達八年的刻苦技術攻關與積累。

          柔性直流輸電技術起源于上世紀九十年代,是采用全控型電力電子器件作為換流器的第三代直流輸電技術,也是公認的實現分布式新能源接入、海上平臺及孤島供 電、電網互聯、大城市供電的最佳解決方案,是電網未來發展的重要方向。它比使用半控器件晶閘管作為換流器的第二代傳統直流輸電技術更為先進,可以控制電能 以任意大小朝任意方向傳輸,能隨時為電網提供無功動態支撐,從而大大提高電網的可控性和可靠性;該技術還能靈活的實現多端連接,方便地向無源地區供電,而 其占地面積僅為傳統直流輸電技術的一半。

          作為二十世紀后期才發展起來的尖端技術,柔性直流輸電裝備技術長期為少數跨國公司所壟斷、形成重重壁壘。為打破壟斷局面,南瑞繼保于2006年開始就柔性直流輸電關鍵技術和設備展開攻關。

          先后建成國內首個基于實際IGBT的1千伏的兩電平柔直動模系統、首個50電平動模系統、基于RT-LAB的多電平實時數字微秒級仿真系統、首個高壓大功 率多電平試背靠背驗系統,在國內率先研制出柔性直流全套核心裝備,包括了大容量換流閥、高速閥控、多端控制保護和高速測量設備,全部通過了KEMA試驗見 證,從而成為世界上首個整體通過KEMA機構權威認證的供應商。

          換流閥采用先進的模塊化多電平技術,占地面積小,運維方便。借助全局多目標優化技術,整體損耗低于0.8%,故障穿越能力強、安全裕度高。閥控系統具有高 性能、高集成度的突出特點,可無延時平行擴展,與閥模塊的多層聯合優化協調控制,在實現低損耗的同時提高換流閥的安全裕度。基于嵌入式技術的多端控制保護 系統,具備極高的可靠性。專利技術的多端優化協調控制、無源啟動控制、風電并網控制策略,配合高采樣率、短延時的柔性直流電子式電流、電壓互感器,確保整 個柔性中直流輸電系統在各種應用場合下的卓越特性。


          技術拓展再接再厲

          目前,南瑞繼保的柔性直流輸電裝備擁有上百項核心發明專利,是行業技術的引領者。該公司在實踐中不斷摸索、改進、提高,直到引領該領域技術的發展。

          南瑞繼保將持續致力于利用柔性直流輸電技術解決電網實際問題,包括:實現遠距離大容量架空線路柔性直流輸電,在完成功率傳輸的同時解決多直流饋入地區安全 穩定問題;利用多端柔直技術實現交流分區互聯,既不增加短路容量又能實現網間潮流雙向靈活控制、乃至動態無功支撐;利用背靠背柔直技術實現環網控制,有效 解決開環與合環需求矛盾;利用柔直優勢實現新能源接入,解決新能源分散、電壓頻率波動和故障穿越問題。進一步將多端柔性直流輸電技術拓展到包括直流配電網 在內的直流網絡實踐,推動新技術在更廣闊的空間里發揮更大的作用。

          2013年11月,中國電機工程學會組織了包括8名院士在內的專家組對南瑞繼保柔性直流輸電系統進行鑒定,鑒定委員會一致認為,核心成果達到國際領先水平。

          南瑞繼保自主開發了完善的試驗系統,具備從器件級、到換流器級、再到系統級的試驗能力。驗證模塊性能的模塊性能測試試驗室、國內首個可以實現nS級的換流 閥、uS級的柔直系統仿真的實時數字仿真試驗室、以實際中低壓設備模擬高壓系統的交直流動模試驗室、國內規模最大的高壓大容量全系統試驗平臺、可進行 1100千伏交直流高壓絕緣試驗的高壓試驗室,共同為基礎研究、產品研發、工程試驗提供了靈活而準確的驗證手段。此外,配備有1500千伏安/1500千 伏工頻試驗變壓器、360千焦/3600千伏雷電沖擊電壓發生器、±1600千伏/200毫安直流高壓發生器等試驗設備的高壓試驗室,能夠進行高達 1100千伏的交直流高壓絕緣試驗。

          南瑞繼保先后承擔了兩項國家863攻關課題和多個省部級科研項目,培育了一支多專業融合、技術過硬的創新團隊,從務實地解決實際問題出發,在實踐中不斷摸索、改進、提高,直到引領該領域技術的發展。(2014年8月28日《中國電力報》作者:盧宇、邵震霞)


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