7、广域测量及故障检测技术。
故障的快速特性对保护技术提出了挑战:1)直流电网故障发生后的演化速度极快,对故障的检测和判断时间要远低于交流电网;2)现有故障检测技术不能保证直流电网控制保护系统的准确动作;3)需要解决换流站、关键设备等直流信息广域测量、故障定位方法等基础问题。
8、安全可靠性评估技术。
新的设备和系统结构要求新的可靠性评估技术:1)目前缺乏直流电网关键设备运行数据的统计和分析,无法通过对直流电网的安全可靠性的评估来提升设备和工程的可靠性;2)需要解决可靠性评价指标和分析模型构建等基础性问题。
9、电压源换流器。
换流器综合性能亟待提升:1)目前柔性直流换流器普遍采用MMC结构,缺乏直流侧故障清除能力,且结构不够紧凑,成本偏高;2)需要解决新型拓扑结构、高性能变换、高可靠性、低损耗柔性直流换流器的基础问题。
10、柔性直流电缆。
电缆材料和研制的相关基础问题需要全面解决:1)目前国外柔性直流电缆的水平已经达到±500kV,国内仅为±200kV,造成国外厂商市场和价格垄断,严重制约我国柔性直流技术发展;2)高电压等级下柔性直流电缆的介质空间及界面电荷的变化过程尚未明确,相关的实验、检测方法也尚有大量的基础问题需要解决。
11、高压直流断路器。
断路器设计及应用技术尚需进一步深入研究:1)目前ABB、ALSTOM和国网智研院等单位都已经或即将完成高压直流断路器样机研制,但在成本、开断速度方面尚需优化;2)需要继续解决新型断路器拓扑、高速开断与快速重合、紧凑化等方面的问题。
12、高压DC/DC变换器。
直流变压器技术尚处于起步阶段:1)面向电力系统用的高压大容量DC/DC变压器研究处于起步阶段,目前尚无相关的样机研制;2)需要解决变换器新型拓扑结构设计、电气隔离、故障机理、损耗优化等方面的基础性问题。
13、DCGRID标志性成果。
1)研制世界首个200kV高压直流断路器。
直流电流无自然过零点,直流故障电流切断被誉为“百年电力技术难题”;解决了规模化IGBT组件同步控制、高速电磁斥力驱动与平滑缓冲、微秒级高速故障保护识别等难题;提出全新电路方案,所研制的样机核心技术参数全面超越国外同类产品。
200kV高压直流断路器成功通过3ms分断15kA的故障电流分断试验。鉴定委员会认为,项目研制的200kV高压直流断路器(额定工作电流2kA,分断电流15kA,分断时间3ms)的整体技术达到国际领先水平。