近日,南瑞集團與南方電網超高壓公司共同合作的項目“新型直流換流閥控制系統關鍵技術、裝備研制及應用”順利通過中國電機工程學會組織的科技成果鑒定,由中國工程院院士湯廣福、饒宏等專家組成的鑒定委員會一致認為,項目取得創新性成果,達到國際領先水平。
直流換流閥控制系統作為高壓直流輸電設備核心,可靠性對直流輸電系統至關重要,其任何異常都可能造成直流停運甚至設備損壞,會嚴重影響直流輸電工程的安全穩定運行。
隨著國內外直流輸電技術的發展,大電網運行方式對電力通道安全可靠性提出了“隨時可用”的極致要求,需要閥控系統的故障不影響直流系統正常運行,且閥控系統故障處理盡可能實現直流不停運,具備完全冗余、可靠在線檢修技術。但目前國內直流工程的閥控系統自主可控核心元器件使用率較低,在直流輸電工程閥控系統這一細分領域的應用內動力不足,存在生產周期長和供應不足等問題,影響直流輸電“大動脈”的安全穩定運行。
為解決上述問題,南瑞集團普瑞工程/普瑞科技與南方電網超高壓公司共同啟動項目攻關,針對直流輸電工程閥控系統可靠性待提升的重大需求,系統性開展了閥基電子控制、光控制鏈路、高電位觸發等新一代關鍵技術研發、設備研制和工程應用。
攻關團隊發明了閥控系統完全冗余光拓撲結構,首次實現了閥控系統所有板卡不停電在線更換,大幅提高了閥控系統可靠性水平;提出了基于垂直腔面發射激光器的閥控光發射技術,研制了適用于小芯徑光纖的高功率低功耗激光器,降低觸發功耗90%;閥控系統設計上首創了基于PIN-TO-PIN技術和多核并行運算架構的閥控板卡電路功能標準化設計方法,運算效率提升50%;提出了晶閘管過電壓保護、TE板復合取能等技術,系統解決了晶閘管觸發監測單元溫升過高、抵御交流電網故障能力弱、爬電距離裕度不足等技術難題;自主研制出新型直流換流閥控制裝備,實現了自主可控。
2021年7月2日,基于上述成果研制的A5000閥控系統VBE和TE板通過了第三方檢測機構的試驗檢測,結果符合相關標準和規范,并已在天廣直流、哈鄭直流中長期安全可靠運行。
為構建新型電力系統,服務“碳達峰、碳中和”目標,未來我國直流電網建設將快速發展,對閥控系統存在較大需求。項目研制的新型直流換流閥控制系統,適用于直流新建工程和改造工程,提供了閥控系統的典型設計和國產化工程實踐案例,為閥控系統建設提供了工程示范。
下一步,南瑞集團將牢記習近平總書記調研國家電網南瑞集團重要指示精神,心懷“國之大者”,再接再厲,矢志科技創新,積極推動項目成果產業化應用,提升閥控技術升級和自主可控能力,為推動我國清潔能源建設,提升電力裝備產業鏈、供應鏈韌性和安全水平,滿足電網發展需求貢獻力量。
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