動態(tài)與觀點
隨著北京冬奧會的臨近，國家體育場、國家速滑館等多個冬奧比賽場館已被正式點亮。這些場館亮得如此絢麗奪目，離不開2022年北京冬奧會重點配套工程——±500千伏張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程。
作為工程重點承擔單位，國網(wǎng)冀北電力有限公司北京超高壓公司（下稱北京超高壓公司）承擔了“科技冬奧”重點專項“冬奧賽區(qū)清潔電力高可靠供應關鍵技術研究及示范”項目，致力于在實踐中攻克柔性直流電網(wǎng)技術的難題，為新型電力系統(tǒng)構建貢獻力量，保障冬奧會和冬殘奧會清潔能源供電。
張北柔直工程擁有設備40臺，設備數(shù)量龐大，精密程度較高，運檢難度很大。為進一步提升冬奧會和冬殘奧會保障能力，北京超高壓公司組建了綠電先鋒團隊，在設備狀態(tài)監(jiān)測、管控等方面不斷探索，已擁有15件發(fā)明專利，填補了柔直運檢技術空白。“我們的核心發(fā)明專利之一‘一種柔性直流電網(wǎng)的多端協(xié)調(diào)控保系統(tǒng)’已應用到柔直電網(wǎng)中，構建了電網(wǎng)的多端協(xié)調(diào)控保系統(tǒng)，可以對全網(wǎng)進行電壓和功率控制，實現(xiàn)對母線、直流線路、換流變壓器等設備的實時保護，保障設備的安全穩(wěn)定運行?！本G電先鋒團隊負責人金海望介紹。
不僅如此，在設備的日常監(jiān)測以及異常情況應急處理方面，綠電先鋒團隊圍繞柔直運檢技術，開展了進一步攻關，開發(fā)了“智巡航母”——柔性直流換流閥廳多維立體智能巡檢系統(tǒng)等，能夠對設備進行全面巡視。此外，團隊還依托柔性直流換流站運維數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測換流站設備運行狀況，與人工巡視相互配合，提高巡視質量，緩解人員巡視壓力。
作為我國重大科技試驗示范工程，張北柔直工程是世界首個真正具有網(wǎng)絡特性的高壓直流電網(wǎng)工程，核心技術和關鍵設備均為世界首創(chuàng)。這些成就離不開眾多科研機構的鼎力相助。
由清華大學電機系曾嶸教授牽頭，余占清副教授、黃瑜瓏副教授等師生及科研人員組成的直流技術研究團隊，歷時10年進行系統(tǒng)研究，在國際上首創(chuàng)耦合負壓混合式直流斷路器拓撲結構，突破低損耗高可靠換流技術。此外，該團隊還攻克了大規(guī)模電力電子器件串聯(lián)的電壓均衡與雙向通流等難題，完善了大容量直流超快速開斷理論和技術體系。
目前，該團隊已擁有100余件專利，成功研制出多種具有獨創(chuàng)性、性能優(yōu)越的高中低壓系列化直流斷路器，并完成了多場景現(xiàn)場應用?！爸绷飨到y(tǒng)是支撐高比例新能源接入與靈活高效用能的重要技術方向，直流與交流深度融合是新型電力系統(tǒng)重要形態(tài)特征。”曾嶸表示，成果服務北京冬奧與冬殘奧會，為團隊進一步攻關打下了堅實基礎。未來，團隊將持續(xù)創(chuàng)新，支持我國的新型電力系統(tǒng)建設，支撐我國能源結構清潔轉型和能源革命，最終服務“雙碳目標”。
在張北柔直工程建設中，全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司（下稱聯(lián)研院）同樣發(fā)揮了重要作用。聯(lián)研院的高壓直流輸電技術與裝備創(chuàng)新團隊集中力量攻克“卡脖子”技術瓶頸，突破了多項從0到1的關鍵技術?！拔覀冊趶埍比嶂惫こ痰暮诵脑O備——柔性直流換流閥以及高壓直流斷路器的研發(fā)上進行發(fā)力，擁有多件專利，填補了國內(nèi)空白，實現(xiàn)了系統(tǒng)性創(chuàng)新。”聯(lián)研院研究員張寧表示，在該項工程的基礎上，團隊將繼續(xù)勇闖電力“無人區(qū)”，在“能源轉型、綠色發(fā)展”領域繼續(xù)開疆拓土，為能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展貢獻智慧和力量。
在破解新能源大規(guī)模開發(fā)利用的難題上，張北柔直工程對世界交出了“中國方案”。工程投產(chǎn)后，能夠滿足700萬千瓦新能源裝機的外送和消納需求，每年可輸送140億千瓦時清潔電力，相當于北京市年用電量的1/10，可全面滿足北京地區(qū)以及張家口地區(qū)的26個冬奧會場館用電需求，每年節(jié)約標準煤490萬噸，減排二氧化碳1280萬噸。可以說，張北柔直工程已將“綠色、低碳”的理念，深深融入到冬奧建設的血脈之中。
