中国工程院院士、南方电网公司专家委员会主任委员李立浧:打造世界电网发展史里程碑工程

发布日期:2021-02-25· 能源高质量发展 路郑 帅泉

这个工程能把柔性直流技术应用到3端。高压大容量柔性直流输电关键技术研究与工程示范应用。南方电网公司最终决定采用柔性直流输电方案。


昆柳龙直流工程于2020年底成功投产。中国工程院院士、南方电网公司专家委员会主任委员李立浧难掩内心的激动:“这个工程对于我国乃至世界电网发展有引领示范作用,是世界电网发展史上的里程碑,代表着更先进的远距离、大容量输电技术方向。”

柔性直流与常规直流的混合,解决常规直流输电固有难题,创造19项世界第一,工程的示范意义不言而喻。参与工程筹划、技术研发、方案审定及工程建设全过程的李立浧,见证工程建成,感慨颇多。

技术与经济性的最优结合

世界首个特高压混合直流工程,为什么会选择这种技术方案?

这涉及几个方面。首先便是特高压。西电东送国家战略把西部水电送到用电需求大的广东、广西,送端和受端之间距离将近1500公里。远距离大容量输电用特高压直流最经济高效,而且南方电网公司已经建成了多条±800千伏特高压常规直流工程,积累了丰富的经验和技术。

但常规直流工程并网后,其换相失败现象不能避免等固有特性,会对受端电网系统安全稳定带来一定冲击。柔性直流能解决这些问题,而且调控更加灵活,还能在关键时刻支持系统安全稳定运行。因此,送端选常规直流,受端选柔性直流,这种方案既经济,技术上又先进。

方案经过了怎样的研究和论证过程?

研究论证过程科学严谨。讨论方案选择时,有过不同意见,有过争论,但最终达成共识,认为柔性直流代表未来直流输电的方向。南方电网公司最终决定采用柔性直流输电方案,做出了科学决策。

此前,很多国外的同行提醒我们要非常慎重,“你们的方案很大胆,存在技术风险,在柔性直流很多问题没弄清楚前,不要轻易实践。”他们的意见正是我们科研团队所关注的,也激励我们下决心做科研攻坚。我们设想了各种问题和风险,绞尽脑汁,对技术方案反复讨论打磨,提出了多种应对方案,力求把问题都搞明白。工程建设结果证明,我们提出的方案科学合理。现在国外同行都表示赞赏,认为南方电网公司为世界电网技术发展作出了贡献。

工程核心设备均为国产

19项世界第一是如何创造出来的?

19项世界第一不是提前设定的,而是随着工程的研究推进,我们自然而然地发现,一些东西是世界上其他工程没有做过的。比如用软件系统拓扑结构消除线路故障的思路,打破了传统安装断路器的硬件方法。这个方法开创了柔性直流采用架空线路的先河。以前柔性直流工程都用电缆,如果我们这个工程也采用电缆,大家可以设想,1500公里的距离,造价得多贵?如今用架空线路取代电缆在经济性上更有优势。我们的科研人员从问题出发,敢于提想法,大胆设想,认真求证,成就了19项世界第一。

19项世界第一,也包括关键设备创新吗?

是的,工程顺利投产不仅是技术创新的成功,也是设备国产化的成功。在“高压大容量柔性直流输电关键技术研究与工程示范应用”这一国家重点研发计划项目的支持下,南方电网公司把换流阀、启动电阻、桥臂电抗器、变压器这些核心设备纳入进来,和制造企业一起研究攻关。

工程没有用国外完整的进口产品,核心设备都是国产的,只有部分元器件是进口的。而且,即便用国外的IGBT半导体器件,我们也推进国内企业生产出了这种器件,且性能较好,在工程中得到应用。这些器件在后续工程将会大量应用,基本解决了“卡脖子”问题。

有了3端 未来就能做4端、5端

2020年7月底工程阶段性投产,到目前为止运行状态如何?

阶段性投产后,低端400千伏满负荷试运行,已经给广东送了近50亿千瓦时电量,运行状态非常好。这很了不起,世界上别说柔性直流,就是常规直流也没有先例。直流线路一般都有一年的运行适应期,这个工程一投产运行状态就这么好,体现了非常高的技术水准。

未来柔性直流输电技术如何进一步应用提升?

这个工程能把柔性直流技术应用到3端,未来就有做4端、5端的可能,主要考量的是实际情况是否需要,以及经济效益能否保障的问题。所以,这个工程对于我 国乃至世界电网发展有引领示范作用,是世界电网发展史上的里程碑。

现在全球都在进行能源转型,我国也作出了碳达峰、碳中和的承诺。随着风电、光伏等可再生能源发展,这些间歇性、波动性大的能源未来将大规模接入电网,对电网安全稳定要求更高,柔性直流是解决问题的有效方案。即使这些能源在远方,甚至分散多处,只要有多端柔性直流电网,就能够有效地得到汇集,解决能源传输问题。


乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程线路全长1452公里,跨越云南、贵州广西、广东四省(区) 何剑峰 摄

昆柳龙直流工程受端龙门换流站设备 李品 摄


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