科技日报记者 何亮
记者17日从三峡集团获悉,在三峡集团云南弥勒石洞山风电场,全球首个采用集成门极换流晶闸管(IGCT)器件、首个采用6.5千伏功率半导体器件的柔性直流工程顺利完成为期6个月的可靠性并网测试,实现现场运行验收,标志着我国在新一代柔性直流输电技术领域取得又一技术突破。
该工程采用对称单极接线形式,建成正负15千伏、60兆瓦的模块化多电平换流器(IGCT-MMC)背靠背两端输电系统,即通过以模块化方式,组接IGCT器件形成换流阀,实现直流与交流电网的双向连接,以正负15千伏电压、60兆瓦功率稳定输电,其模式为新型电力系统更灵活地组网提供了关键支撑。
据了解,我国IGCT技术研发始于20世纪90年代,早期应用于大型轧钢机、矿井提升机等设备的电机精准调速。近年来,为适配新型电力系统发展需求,三峡集团联合清华大学、南方电网科研院等单位组成产学研联合体,从2016年起探索IGCT-MMC技术可行性。2024年示范工程落地,产学研联合体历经多年攻关,解决了关键参数协同设计、关断电流振荡抑制、国产4千伏高压直流支撑电容研发等多项难题,完成了从器件研制到阀塔开发、工程建设的全链条突破。
“作为攻关的首个‘应用场’,该工程的突出亮点是288只国产化6.5千伏/4千安(通流2千安)IGCT-Plus器件IGCT换流阀的应用。”三峡科研院相关负责人告诉记者,相较于国外主导的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)换流阀,该工程设备体积降低26%、成本降低30%、重量降低18%、损耗降低20%,性能完全满足海上风电柔性高压直流输电标准,加强了我国在相关领域的自主性。
截至现场运行验收前,该工程各系统已稳定运行180天,相关数据将为IGCT柔性直流换流阀在“沙戈荒”、海上风电、城市电网等领域的应用提供宝贵运行经验,推动我国在柔性直流输电“新赛道”上取得新进展。