6月11日，寧夏-湖南+800千伏特高壓直流輸電工程正式開工建設，這是我國首條以輸送“沙戈荒”風電和光伏大基地新能源為主的電力外送通道，是我國“西電東送”標志性工程，項目建成后每年可向湖南輸送電量360-400億千瓦時，其中新能源輸送占比將達50%以上。此通道建成后，長期以來困擾湖南的缺電問題或將得以解決。

寧電入湘”工程途經(jīng)寧夏、甘肅、陜西、重慶、湖北、湖南等五省(區(qū)) 一市，線路全長1634千米。工程配套電源裝機容量共計1764萬千瓦，其中風電400萬千瓦、光伏發(fā)電900萬千瓦。按年輸送電量360億至400億千瓦時計算，該工程將于2025年未建成投產(chǎn)。這條電力外送通道以及電網(wǎng)配套設施投資近400億元，再加上配套火電、新能源項目、儲能項目共投資約1000億元，同時帶動1000億元的新能源上下游制造產(chǎn)業(yè)投入。

±800kv特高壓直流輸電換流閥關鍵技術

±800kv特高壓直流輸電技術是當今世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠的先進輸電技術，也是實現(xiàn)大規(guī)模電力輸送的最主要技術手段。換流閥是實現(xiàn)電能交直流轉換的核心裝備，是直流工程的“心臟”，也是我國重點發(fā)展的戰(zhàn)略性高端裝備。

換流閥研發(fā)設計集電力、高壓、均壓、整流、絕緣、電子、控制、冷卻等多種技術于一體，產(chǎn)品需要具有優(yōu)良的屏蔽性、整流轉換性、導電性、絕緣性、局部放電控制性、散熱性、抗壓性等性能，在直流特高壓主設備中，換流閥是技術含量最高、產(chǎn)品附加值最高的設備，在換流站中，其價值在設備總價值中的占比達到23%左右，但行業(yè)技術壁壘高，是制約我國“西電東送”戰(zhàn)略實施的瓶頸。

在國家自然科學基金、國家973計劃、科技支撐計劃和北京市重大科技專項等項目的支持下，經(jīng)過8年的產(chǎn)學研聯(lián)合科研攻關，系統(tǒng)地開展了±800kv特高壓直流換流閥的自主化研制工作。主要包括以下4個方面：

■ 針對換流閥多物理場綜合調(diào)控問題，建立了換流閥塔電、磁、熱、力多物理場耦合分析模型，發(fā)明了多跨混合構架式閥模塊及其磁滯伸縮振動抑制緩沖和冷卻管路迎流錐面電位鉗制技術，提出了雙列對稱式換流閥塔結構。解決了±800kv/6250a換流過程帶來的閥塔局部放電、電磁振動、溫升控制、位移約束難題，實現(xiàn)了特高壓大容量換流閥塔的自主設計。

■ 針對換流閥晶閘管串聯(lián)寬頻均衡問題，建立了換流閥集成寬頻分析模型，發(fā)明了雜散電容調(diào)節(jié)控制、開通暫態(tài)非線性參數(shù)配合和關斷恢復電壓過沖抑制技術。解決了換流閥3ka/s開通浪涌電流和1200kv/s陡波沖擊電壓作用下，百余支晶閘管及其組件串聯(lián)電氣應力均衡難題，全工況下電壓不均衡度小于5%。

■ 針對強電磁環(huán)境換流閥觸發(fā)與保護問題，提出了序列脈沖雙冗余晶閘管觸發(fā)方法，發(fā)明了晶閘管過電壓閾值自適應調(diào)節(jié)保護、前置模擬濾波寬頻域高精度電壓測量和復加時間窗標識信息交互編解碼技術。解決了150ka/m脈沖磁場和100v/m吉赫茲高頻電磁環(huán)境下，換流閥的高電位可靠觸發(fā)、保護及狀態(tài)監(jiān)測難題，觸發(fā)與保護誤動率小于10-12。

■ 針對換流閥多應力等效試驗問題，提出了宏觀運行特征與微觀失效機理結合的試驗等效分析方法，發(fā)明了多應力源微秒級復合注入和分頻復用寬頻阻抗模擬技術，首次建立了換流閥試驗評價體系。解決了特高壓大電流換流閥的電壓(電流)及其變化率、熱等多應力復合等效試驗難題，開發(fā)了具有80kv/60ka、450kv/10ka等13種復合運行方式的換流閥試驗平臺，參數(shù)和功能居世界首位。

我國首個自主知識產(chǎn)權的a5000型±800kv換流閥，2012年在世界首條±800kv/7200mw錦屏至蘇南工程中示范應用，并推廣應用于哈密至鄭州等5條更大容量的特高壓直流工程。