我國直流輸電與電力電子技術起步較晚,但發展很快。1977年建成31kV直流輸電工業試驗電纜線路,1986年建成±100kV舟山跨海直流輸電工程。從20世紀80年代建設±500kV葛洲壩-上海直流輸電工程開始,特別是近十幾年來,我國直流輸電進入跨越式發展階段,在直流輸電技術創新發展方面不斷取得重大突破。
我國直流輸電與電力電子技術發展取得重大成就
一是通過多年不懈努力,尤其是通過三峽輸變電工程實踐,我國已全面掌握常規直流輸電技術,直流設備實現國產化。
二是在世界上首次成功研發±800kV、±660kV直流輸電技術,掌握了包括從系統研究、成套設計、工程設計、設備制造、施工安裝、調試試驗到運行管理的全套核心技術并實現工程應用。±1100kV直流輸電技術研究取得豐碩成果,示范工程已開工建設。
三是柔性直流輸電技術研究與國際先進水平基本同步,在基礎理論研究、關鍵技術攻關、核心設備研制、試驗能力建設、工程建設等方面取得了一系列自主創新成果,部分領域居于世界領先水平。
四是伴隨著直流輸電以及新能源發電、電力牽引、智能電網等領域的快速發展,我國大容量電力電子技術也取得了顯著進步,在半導體器件、電力電子裝置研制及應用等方面,部分領域已經達到或接近國際先進水平。
目前,我國已建成高壓直流輸電工程23項(其中特高壓直流7項),在建特高壓直流工程6項,建成上海南匯、廣東南澳、浙江舟山、福建廈門等柔性直流工程,我國已成為世界直流輸電大國和強國。
緊密把握“十三五”方向,推進直流輸電與電力電子技術創新發展
“十三五”是我國能源發展和科技創新的關鍵時期,預計到“十三五”末,我國將建成以特高壓為骨干網架,聯接各大煤電基地、大水電基地、大可再生能源基地的特大互聯電網。
電力系統容量和規模的巨大發展,一方面滿足了國民經濟的電力需求,另一方面對遠距離大容量輸電、大規模消納新能源電力以及保證交直流混合大電網安全穩定運行提出了更高的要求。我們要認清宏觀形勢,深入分析戰略需求,準確把握發展趨勢,不斷推進直流輸電與電力電子技術創新發展。
在高壓直流輸電領域,要重點突破±1100kV及以上特高壓直流輸電、多端高壓直流輸電關鍵技術研究,進一步開展±800kV直流輸電關鍵技術優化完善研究,提升換流變壓器、換流閥、控制保護、直流套管等關鍵設備制造水平。
在柔性直流輸電領域,要重點開展柔性直流架空線傳輸、直流混聯、柔性直流與交流電網相互影響分析等技術研究以及柔性直流換流閥、控制保護、直流電纜等關鍵設備研制,加快推進±500kV、±800kV等級柔性直流輸電技術實現工程應用。
在大規模交直流混合電網運行控制領域,要針對強直弱交、孤島運行、多直流饋入或送出、大規模新能源直流送出等不同類型的混聯系統,重點對交直流系統的耦合機理進行深入研究,完善大電網安全穩定運行和控制基礎理論,提高系統安全穩定運行能力。
在直流電網及直流配電網領域,要重點開展網架結構、電壓等級、控制保護等基礎理論研究以及直流斷路器、換流器、變壓器等關鍵裝備研制,從技術、運行、安全和經濟性等各個方面進行實用化的前期研究和準備。
在電力電子技術領域,要重點加強新器件、新材料、新裝置以及相關基礎理論和關鍵技術研究,加快推動高壓IGBT、碳化硅(SiC)器件以及大容量、高電壓、高性能電力電子裝置研制,進一步促進我國電力電子技術和產業的快速發展。
(摘自鄭寶森理事長在中國電機工程學會直流輸電與電力電子專業委員會2016年學術年會上的致辭)