为此,国网智研院直流所所长贺之渊勇挑重担,带领年轻团队向柔性直流输电技术高峰挺进。他时常鼓励大家:“磨刀不误砍柴工,唯有选择最佳的技术路线,才能赢得长足发展。”团队从模块化多电平换流器工作原理分析入手,延伸到技术难点、元器件采购、技术经济性等方面,论证工程应用的可行性。
2009年4月,团队大胆提出采用模块化多电平换流器拓扑的设想,并邀请国内相关专家,组织召开基于MMC的柔性直流输电技术讨论会。与会专家经过反复讨论,对模块化多电平柔性直流输电技术路线给予肯定。此时,西门子和ABB等跨国公司也几乎同时启动了高压大容量柔性直流输电技术的探索。从此,我国成功进入世界电力装备高端领域的赛场,并与世界领先跨国公司站在同一起跑线上。
会后,研发团队开始第一代样机的研制,以验证MMC拓扑用于柔性直流输电的可行性。2010年4月,11电平MMC—HVDC低压实验平台顺利实现STATCOM、交流联网及向无源负荷供电等功能,稳态运行性能及动态响应特性良好,验证了MMC技术路线的可行性。研发团队随即乘胜追击,先后攻克系统接入分析、主电路拓扑与参数优化、控制保护策略设计、IGBT阀与阀控设备研制等十大关键技术难题。
2010年7月,首个MMC换流阀子模块样机开始试组装。子模块控制器的线路空间设计十分狭小,100多根线哪怕接错或虚接一根,都会导致试验失败,甚至子模块爆炸。设计负责人吕铮自告奋勇,开始第一个子模块控制器的接线,他有条不紊地将每根线接了一遍又一遍,直至找到最合理、最优化、最可靠的接线方式。就这样,首个国内柔直换流阀子模块诞生。10月,具有完全自主知识产权的±30千伏/20兆瓦柔性直流换流阀一次性通过所有型式试验。
同年底,上海南汇风电场柔性直流输电工程建设正式启动。2011年7月25日,工程正式投运,我国实现了柔性直流输电技术从无到有的突破,标志着公司成为继ABB、西门子之后,世界上第三家完全掌握柔性直流输电成套设备设计、试验、调试和生产全系列核心技术的企业。
上海柔直工程在我国柔性直流输电发展史上所起的作用不容小觑,它实现了我国柔性直流输电技术从概念到应用的跨越,为后续研究及工程建设积累了宝贵的实践经验。
二、探求“柔性之剑”开刃之路:
新纪录 谁是创造者
厦门柔性直流输电工程的电压等级和输送容量双双创下国际之最,该工程在世界上首次采用双极拓扑结构,标志着我国真正实现柔性直流输电技术领域的国际引领。工程换流阀由国网智研院自主研发,经南瑞集团普瑞工程公司成果转化和生产,拥有完全自主知识产权。