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赋能沙戈荒绿电外送:我国自主研制柔直换流阀, 核心指标全球领先

想象一下,如何将数千公里外“沙戈荒”地区的狂风与烈日,转化为东部沿海城市万家灯火中的稳定电流?在这一场跨越山河的能量长征

想象一下,如何将数千公里外“沙戈荒”地区的狂风与烈日,转化为东部沿海城市万家灯火中的稳定电流?在这一场跨越山河的能量长征中,最核心的瓶颈不在于电线的长度,而在于能量转换的“心脏”——换流阀。

近日,从中国电气装备所属许继电气股份有限公司传来的重磅消息,打破了这一领域的沉寂。由该公司牵头研发的6.5千伏/8千安集成门极换流晶闸管(IGCT)柔性直流换流阀组件,顺利通过了中国电机工程学会组织的国家级技术成果鉴定。在这场汇聚了多位院士与行业顶尖专家的盛会上,鉴定委员会一致给出评价:该产品核心性能指标达到国际领先水平。这不仅是一次技术的跨越,更是我国在新型电力系统核心装备自主可控道路上迈出的关键一步。

01 突破“硅”界限:大国重器的核心“芯”跳

换流阀被誉为直流输电工程的“心脏”,而其内部的功率半导体器件则是这颗心脏的瓣膜,决定了电流开启与关闭的效率。在柔性直流输电技术中,IGCT(集成门极换流晶闸管)因其兼具高耐压、大通流、低损耗的特性,被视为大容量输电的理想选择。然而,要实现“6.5千伏/8千安”这种级别的参数,意味着在仅有巴掌大小的硅片上,要实现对万伏高压和数千安培电流的精准控制,其研发难度犹如在针尖上雕刻大厦。

许继电气此次推出的IGCT组件,通过优化功率模块的阳极电抗、钳位电阻和钳位电容等多目标参数,成功限制了功率器件在运行时的电流变化率与过冲电压。这种精细化的控制,使得设备在承受巨大电流冲击时依然稳如磐石。

与传统器件相比,该组件显著减少了电能转换过程中的损失,提升了输电的整体经济性,为未来更高电压等级、更大容量的直流输电工程提供了扎实的硬件支撑。

02 “产学研用”合力:两年磨一剑的创新马拉松

一项国际领先技术的诞生,绝非一日之功。回溯这一成果的研发历程,是一场长达两年的科技长征。为了攻克这一“卡脖子”难题,许继电气并没有选择孤军奋战,而是联合清华大学、南网超高压公司组建了深度融合的“产学研用”攻关团队。这种模式将高校的前瞻性研究、制造企业的工程化能力与电网公司的实际运行需求紧密耦合,形成了一条高效的创新链条。

攻关团队聚焦于器件适配、结构设计、性能优化等关键环节,针对换流阀单一模块故障可能造成的系统闭锁风险,发明了独特的IGCT-MMC功率模块旁路装置和方法。这一创新设计极大地提升了系统的可靠性,确保了在复杂运行环境下,即便局部出现小插曲,整个输电大动脉依然能保持平稳运行。这种对“万无一失”的极致追求,正是中国电力装备研发者的匠心体现。

目前,该组件已顺利通过了第三方权威机构全程见证的全套型式试验。从实验室的模拟测试到严苛的环境应力验证,各项性能指标均完全达到并部分超过了设计要求。

03 赋能能源转型:开启“十五五”绿色发展新篇章

2026年是“十五五”规划的关键起步期,中国能源结构转型正进入高比例新能源消纳的深水区。随着西北“沙戈荒”大型风电光伏基地和东海万兆瓦级海上风电群的加速建设,如何实现这些间歇性、随机性极强的绿电远距离、高效率外送,成为构建新型电力系统的头等大事。柔性直流输电技术因其灵活的功率控制能力,被公认为解决新能源消纳难题的“金钥匙”。

此次6.5kV/8kA IGCT组件的成功研制,恰逢其时。它不仅填补了国内在大容量柔直关键组件上的技术空白,更为我国新能源大规模远距离输送提供了核心装备支撑。在未来数年内,这种高效、节能、紧凑的换流设备将广泛应用于特高压直流送出工程。它将像一条条无形的绿色能源纽带,将清洁电力从荒漠、深海源源不断地输送到千家万户,显著降低碳排放强度。

挺进电力电子技术的“无人区”,中国企业正以自主创新的姿态,在全球能源革命的浪潮中书写着属于自己的篇章。随着该项技术的挂网运行,我们有理由相信,那颗强有力的“中国心脏”,将让未来的每一度绿电,都走得更加轻快、稳健。