記者：目前，南瑞繼保在高壓大容量柔直輸電系統(tǒng)成套關(guān)鍵設(shè)備研發(fā)方面取得了哪些突破?

田杰：我們?cè)谠摲矫娴耐黄浦饕憩F(xiàn)在四個(gè)層面。一是高壓大容量換流閥。作為柔直輸電系統(tǒng)中負(fù)責(zé)交直流變換的核心裝備，換流閥技術(shù)一直是關(guān)注的焦點(diǎn)。在此之前，國(guó)際上工程應(yīng)用的換流閥最高容量是1000兆瓦，相比常規(guī)直流3000兆瓦級(jí)輸送容量還存在差距，也成為限制柔直輸電應(yīng)用的制約因素之一。經(jīng)過(guò)三年緊張、刻苦的技術(shù)攻關(guān)，我們研制出了世界首個(gè)±535千伏/3000兆瓦換流閥，實(shí)現(xiàn)當(dāng)前世界最高通流能力，一舉將柔直輸送容量提升到原來(lái)的3倍。至此，柔直輸送能力才真正比肩常規(guī)直流輸電，為未來(lái)承擔(dān)大容量、遠(yuǎn)距離輸電功能鋪平道路。

隨著3000兆瓦換流閥技術(shù)突破，通過(guò)進(jìn)一步串聯(lián)子模塊提升電壓，可實(shí)現(xiàn)±800千伏/5000兆瓦換流閥。隨著我們成功研制±800千伏/5000兆瓦閥段并通過(guò)各項(xiàng)試驗(yàn)驗(yàn)證，標(biāo)志著特高壓柔直輸電的大門(mén)業(yè)已敞開(kāi)。

二是高壓直流斷路器。柔直輸電換流閥的電壓等級(jí)和容量提升意味著未來(lái)其將更多地承擔(dān)更遠(yuǎn)距離、更大范圍大容量功率傳輸應(yīng)用。然而新的難題伴隨而來(lái)，對(duì)于目前常用的半橋拓?fù)潆妷涸葱蛽Q流器，直流側(cè)故障清除無(wú)法通過(guò)閉鎖閥組實(shí)現(xiàn)，而常規(guī)的斷路器又無(wú)法迅速開(kāi)斷如此急速上升的數(shù)十千安直流電流，唯一措施是停運(yùn)換流站，造成柔直電網(wǎng)傳輸?shù)目捎寐式档汀?/p>

為此，我們創(chuàng)新提出一種新型混合拓?fù)渲绷鲾嗦菲?，并成功研制了世界首個(gè)535千伏直流斷路器。它可在3毫秒內(nèi)開(kāi)斷高達(dá)25千安的直流故障電流，且具備重合閘功能，徹底打破了柔直輸電直流側(cè)故障清除困難的魔咒，掃清了柔直電網(wǎng)應(yīng)用的技術(shù)故障，大幅提升了柔直輸電系統(tǒng)的可用率。

三是直流電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)。針對(duì)更加復(fù)雜的網(wǎng)狀、多電壓等級(jí)，含直流斷流器的復(fù)雜直流電網(wǎng)，我們投入了大量的研發(fā)力量，成功完成柔直電網(wǎng)控制保護(hù)系統(tǒng)研制工作，實(shí)現(xiàn)了多時(shí)間尺度下的直流電網(wǎng)高功率和電壓優(yōu)化控制，為充分發(fā)揮柔直輸電系統(tǒng)的自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)提供了可能。

四是直流電流電壓高速測(cè)量裝置。創(chuàng)新提出了專(zhuān)利解調(diào)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)100千赫茲高速采樣，提高了直流光學(xué)電流互感器的響應(yīng)速度、測(cè)量精度及動(dòng)態(tài)范圍;提出了一種新型分流器設(shè)計(jì)，提高了分流器頻率響應(yīng)及抗干擾能力，提高了直流電子式電流互感器響應(yīng)速度及穩(wěn)定性等。通過(guò)持續(xù)努力，將直流電流電壓高速測(cè)量裝置推上了新的技術(shù)高峰，站穩(wěn)世界之巔。

為支撐2020年冬奧會(huì)，我國(guó)規(guī)劃在張北地區(qū)實(shí)施一個(gè)先進(jìn)的直流電網(wǎng)。上述四點(diǎn)技術(shù)突破為該工程及后續(xù)高壓大容量柔直工程實(shí)施奠定了最堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

記者：我國(guó)高壓大容量柔直輸電技術(shù)的發(fā)展，有何重要意義?

田杰：我國(guó)高壓大容量柔直輸電技術(shù)的發(fā)展具有雙重意義。首先是對(duì)我國(guó)工程應(yīng)用的意義非常大。我國(guó)具有典型的能源與負(fù)荷分布不均格局，之前大力發(fā)展的常規(guī)直流輸電在很大程度上緩解了這種不均衡。作為更加靈活的柔直輸電技術(shù)，在經(jīng)歷高壓大容量的技術(shù)突破后，不僅能勝任這一任務(wù)，還能在電網(wǎng)互聯(lián)方面發(fā)揮常規(guī)直流所不及的作用，或者說(shuō)，這一技術(shù)的應(yīng)用將為我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)打開(kāi)嶄新局面。其次，對(duì)我國(guó)電力技術(shù)發(fā)展具有里程碑意義。我國(guó)柔直技術(shù)發(fā)展可謂一步一個(gè)腳印、踏踏實(shí)實(shí)的從技術(shù)跟隨者走向技術(shù)的世界引領(lǐng)者。

記者：高壓大容量柔直輸電系統(tǒng)成套關(guān)鍵設(shè)備的研發(fā)克服了哪些困難?未來(lái)柔直裝備研發(fā)還存在哪些問(wèn)題亟待解決?

田杰：我們?cè)谕瓿擅宽?xiàng)成果的過(guò)程中，都遭遇過(guò)意想不到的困難，例如研發(fā)直流斷路器。盡管這是近幾年才出現(xiàn)的新技術(shù)，但是理論界、國(guó)外企業(yè)早已布下了嚴(yán)密的專(zhuān)利網(wǎng)，能用的不能用的方案都有專(zhuān)利地雷守著。項(xiàng)目啟動(dòng)后的數(shù)月間，項(xiàng)目組沒(méi)日沒(méi)夜地設(shè)計(jì)方案，提出、討論、質(zhì)疑、否定的循環(huán)進(jìn)行了多輪。最終，幾個(gè)嶄新的方案形成了，不僅從專(zhuān)利壁壘中成功突圍，還從此破冰直流斷路器性能與成本的博弈。

我們?cè)?jīng)認(rèn)為駕輕就熟的換流閥，在沖擊高電壓大電流的過(guò)程也并非一帆風(fēng)順。為了解決電磁干擾問(wèn)題，我們創(chuàng)新提出分區(qū)屏蔽與多級(jí)分離的換流閥設(shè)計(jì)方案，并歷經(jīng)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)來(lái)優(yōu)化和改進(jìn)。為了解決結(jié)構(gòu)抗震問(wèn)題，我們進(jìn)行了真型閥塔8級(jí)抗震試驗(yàn)，建立模型、反復(fù)調(diào)整優(yōu)化，才有了后面一舉通過(guò)國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)見(jiàn)證試驗(yàn)。

柔直輸電裝備的下一步研發(fā)將向著兩端發(fā)展，一端是做精，即通過(guò)不斷地優(yōu)化設(shè)計(jì)和創(chuàng)新提升柔直輸電裝備的整體可靠性，從而滿(mǎn)足現(xiàn)代電網(wǎng)供電不斷提升地可靠性需求;一端是做廣，即通過(guò)不斷的加入新功能拓展柔直輸電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是從輸電到配電的全覆蓋，從而滿(mǎn)足現(xiàn)代電網(wǎng)不斷提升的靈活性需求。