在中國南方電網有限責任公司的發展歷史中，從不缺“第一”和“之最”，“我們干的就是第一的活兒”，南網人的豪邁溢于言表。在其眾多項目中有一項工程被稱為“南網一號工程”，在19個方面達到世界領先，這就是烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端直流示范工程（簡稱：昆柳龍直流工程）。

由南方電網投資建設的國家西電東送重點工程——昆柳龍直流工程，是目前世界上第一條±800千伏特高壓多端混合直流輸電“高速路”。工程總投資約242.5億元，輸送容量800萬千瓦，橫跨云南、貴州、廣西、廣東四省（自治區），全長1452公里。

此項工程有許多標簽，南方電網公司成立以來技術挑戰最多、攻關難度最大、預期成果最多、示范意義最大的工程項目。高質量建成昆柳龍直流工程并掌握全套核心技術、形成知識產權體系，不僅有助于我國占領特高壓多端直流、柔性直流輸電技術的制高點，而且將進一步提升我國特高壓柔直裝備制造業總體水平和競爭力，以實際行動落實黨中央的決策部署和能源戰略。

“強大心臟”“智慧大腦”

特高壓多端柔直技術取得新突破

柔直昆柳龍直流工程受端兩個換流站均采用柔性直流輸電，柔直換流閥是柔性直流輸電的關鍵設備之一，對于工程的重要性類似于心臟之于人體。

在昆柳龍直流工程之前，世界上的柔性直流工程最高電壓僅達到±500千伏。將電壓提高到±800千伏特高壓等級，意味著這個超級強大的“心臟”將要承擔特高壓、遠距離、大容量清潔水電轉換為日常使用的交流電重任。

新技術和新設備在工程中的應用，需要面對更多的挑戰。為了讓這顆強大的“心臟”跳動起來，柔直換流閥攻關團隊組織國內相關科研院所及設備廠家，圍繞柔直閥功率模塊高可靠保護技術、提高柔直閥和閥控可靠性、特高壓柔直閥閥控技術、國產功率器件應用等8個攻關方向開展攻關。

從概念到具體方案，再從研究設計到實施，歷經50多次專題技術交流會，30余次現場試驗見證，8次攻關組大會，特高壓柔直閥參數確定、設計、生產、試驗等40余項關鍵問題終于被解決。由于昆柳龍直流工程柔直換流閥技術指標優勢明顯，居柔性直流工程行業前列，一些先進技術不僅應用于即將建設的海上柔直項目，還將被國外廠家所借鑒。

如果說柔直換流閥是工程的“心臟”，那么多端混合直流工程控制保護系統就是工程“大腦”。它功能多、系統復雜，性能要求高，對設備啟停、功率升降、站間協調、執行保護等均起到關鍵作用。

作為世界上首個特高壓多端混合直流工程，昆柳龍直流工程控制保護系統研發實現了從0到1的跨越。柔性直流與常規直流的技術特性、控制方式各不相同，南方電網公司在世界上首次提出混合直流輸電系統，把這兩項技術疊加在一起。此舉在世界上尚無任何工程經驗可循。

系統集成與控制保護攻關團隊成員從2018年開始長期駐廠，先后開展11輪次集中攻關，重點攻克系統運行方式優化、柔直閥組控制與閥控時序配合、HSS保護配置等技術難題。

“針對試驗中發現的問題，特別是46項重大技術問題，攻關團隊通過多輪深入討論分析和試驗驗證，實現了全面突破，解決了三端混合協調控制等46項關鍵技術問題和956個一般性策略，為后續工程的穩定運行提供了有力支撐。” 南方電網超高壓公司計劃發展部總經理、系統集成與控制保護攻關組組長胡蓉說。

更難的挑戰，是如何解決柔性直流工程架空線路故障自清除難題。之前，這是僅在教科書上出現過的案例。昆柳龍直流工程技術攻關團隊經過多次討論，最終確定采用“全橋+半橋”混合橋結構。這一技術減少了直流斷路器等復雜昂貴設備，造價低、損耗小，可靠性更高，成功的實踐使昆柳龍直流工程成為世界首個實現架空線路故障自清除及再啟動的柔性直流輸電工程。

國產設備 核心技術

實現世界首次常規直流與柔性直流握手

在保證設備質量可靠、保障工程優質投產的基礎上，南方電網超高壓公司積極推動柔直關鍵設備和器件國產化。直流系統最關鍵的核心設備柔性直流換流閥，其中的IGBT器件，被稱為核心中的“CPU”。

“IGBT器件目前被國外少數廠家壟斷，價格高、供貨周期長，是柔直工程‘卡脖子’器件。”南方電網超高壓公司烏東德直流項目部副總經理兼柔直閥攻關組副組長胡雨龍表示。

攻關團隊組織國內廠家在國產器件應用方面開展了多項聯合試驗和性能測試，推進國產IGBT器件設計及制造工藝改進，解決了多項關鍵技術問題。目前國產器件功率模塊已在昆柳龍直流工程龍門換流站、柳北換流站投入批量運行，為國產IGBT器件的發展打下了堅實的基礎。

高壓直流穿墻套管，是直流工程另一個關鍵核心設備。穿墻套管技術復雜度高、可靠性要求高，制造技術長期被國外廠家壟斷，不僅技術上受到封鎖，而且技術支持滯后，采購成本居高不下，一直是我國高壓直流技術的一個“痛點”。

針對這個痛點問題，南方電網超高壓公司組建了國產化項目組，聯合國內套管廠家和相關科研院所協同攻關，對國內主流套管廠家設計和制造技術進行了深入調研。確定試制可用于昆柳龍工程柳北換流站、龍門換流站的全國產化柔性特高壓直流穿墻套管的研發目標之后，通過全套型式試驗和產品鑒定后將在柳北換流站掛網運行。

在充分吸收以往特高壓直流工程、柔直工程調試經驗基礎上編制調試方案，南方電網公司組成一次設備、二次設備、系統運行、工程建設4個專業審核組進行審核并最終確定調試方案。在龍門站站系統調試階段，2020年6月1日開展的柔直換流閥直流側短接充電試驗和6月4日開展柔直換流閥OLT直流出負壓試驗均為世界首次。7月2日，昆北換流站至龍門換流站極2低端成功解鎖，這實現了世界首次常規直流與柔性直流的握手；隨后的7月11日，昆北換流站至龍門換流站極2低端調試項目全部完成，標志著昆柳龍直流工程科技攻關中主要成果得到了充分驗證并成功應用，且調試中所有直流解鎖、主設備充電均一次成功！11月24日，昆北換流站到龍門換流站極2高低端換流器成功解鎖，標志著特高壓進入柔性直流新時代，這也是世界上首次運用特高壓混合直流和特高壓柔性直流輸電技術實現遠距離送電。

調試的順利開展不僅得益于主設備技術攻關工作，也得益于南方電網超高壓公司的設備質量管控和品控方面開展的大量工作。在總結以往直流工程經驗的基礎上，昆柳龍直流工程突出抓好設備品控，實施“六個專項行動”，切實提升工程質量整體水平，目前已完成工程25019臺（套）設備的全過程管控，出廠試驗一次性通過率為99.95%。

雖然我國在柔性直流輸電領域起步較晚，但擁有自主知識產權的核心技術以及成套能力正迅速追上。“作為世界第一個特高壓多端混合直流工程，昆柳龍直流工程將直接推動我國電力技術和產業鏈搶占世界制高點。”南方電網超高壓公司一級職員、黨委委員、副總經理李慶江說。這意味著，中國在柔性直流輸電領域正在由跟隨變為領跑，中國電力人正在對世界電力技術發展作著巨大貢獻。
責編AJX