一個工程項目誕生10個“世界第一”
2010年,國家科技部正式啟動國家863計劃先進能源技術領域智能電網關鍵技術研發重大項目的申報工作。我市南澳島域的風能資源豐富,且風能發電項目開發較早,已形成相當的規模,南方電網公司決定將“大型風電場柔性直流輸電接入技術研究與開發”的配套示范工程落戶在南澳島,計劃建成電壓等級為±160kV,輸送容量為200MW的多端柔性直流輸電系統,以柔性直流的形式實現南澳島上大規模風電的穩定、可靠送出。
由于柔性直流是最為先進的電力技術之一,一直受到世界主要發達國家的重視,相關技術資料鮮有公開,且多端柔性直流比兩端更要復雜得多,南方電網公司意識到,關鍵技術研究必須全部立足于自主科研。隨著工程選址的確定,一個由南方電網牽頭組織、來自高校、研究機構、設計和制造企業、超過100人的產學研聯合技術攻關團隊,也在廣州、北京兩地組建,進行各種技術攻關。攻關團隊每天工作超過15小時,歷經無數次的論證、計算、試驗,一舉攻克世界第一個多端柔性直流輸電工程的“心臟”難題——控制保護系統,形成了包括多端柔性直流工程控制保護系統研究技術等10個“世界第一”。
高壓直流電纜領域打破國外技術封鎖
2013年3月,工程正式動工,建設期間經歷了12次臺風、117天大到暴雨的惡劣天氣。施工團隊在克服了無相關工程建設經驗、無標準、無現成生產能力設備廠家,以及復雜海域和氣象條件等種種困難后,終于進入了海纜敷設階段,眼看工程勝利在望。
此時,一個關鍵的技術瓶頸又出現在項目團隊的面前。“海纜及附件無現成可用的產品。”南澳柔性直流工程海纜攻關組組長郭小龍告訴記者,“海底直流電纜的質量控制是影響整個柔性直流工程可靠性的關鍵一環,換流站內的技術、設計即使大功告成,沒有海纜將海島與大陸相連,也無法實現技術的落地。”攻關團隊再次迎難而上,廣發英雄帖,與上海交大、電纜制造廠家等單位的技術專家組成聯合研發的重兵集團,集中進行±160千伏直流電纜的研發和試驗。功夫不負有心人,經過3個月的努力后,研發團隊終于迎來了勝利成果,成功掌握高壓直流電纜研發技術,在高壓直流電纜領域打破國外技術封鎖。
工程核心技術及設備100%自主國產化
“工程的投產啟動,意味著我國成為世界第一個將多端柔性直流輸電技術投入工程化應用的國家。”南澳多端柔性直流輸電工程項目工程師許樹楷說,由于適用分散能源介入的多端柔性直流系統復雜、技術難度大,迄今世界上已投運的柔性直流工程都是兩端系統,還沒有多端工程的先例。
據悉,工程不僅核心技術系自主研發,所有的核心設備均為國內首次研發,實現了100%自主國產化。它的建設,有效解決了南澳島風電開發的送出問題,展示了柔性直流在風電接入方面的技術優勢,將至少提高風電利用率5%~10%,以2012年全國風電發電量1008億千瓦時測算,能增加風電發電量約50~100億千瓦時。
如今,這個承載著眾多多個世界、國內“第一”的工程,已投入運行中。換流站在各種運行模式及系統各種運行工況下均能穩定運行,達到了示范工程的預期目標,起到了良好的示范作用。目前,系統運行工況良好。