“大家没有周末,甚至没有黑白天。领导身先士卒,谁还能够躲在后面拖后腿!我们抢出的是别人吃饭睡觉的时间!”就是凭着这一股子劲头,年轻的科研团队完成了令人瞠目的壮举。
“争气阀”的研发团队领军人物、中国电科院副院长邱宇峰以及副总工程师汤广福却有着更深的感受,“岂止是一年半?自主创新,是在中国电科院几十年的科研功力和经验积累的基础上完成的,不是一蹴而就,更不是平地起楼。”中国电科院是国内最早从事直流输电技术研究与开发的科研单位之一,在直流输电系统分析、设计、仿真与调试等方面积累了丰富的经验,同时在柔性交流输电技术的国产化和应用推广进程中,在高压串联晶闸管阀的研究、分析、设计、关键技术开发及试验等一系列核心技术方面也取得重大突破,此外还拥有完整的专业人才队伍,负责建设和运维特高压直流试验基地和具有世界领先水平的大功率电力电子试验室。所有这一切,都为直流输电换流阀研制和示范项目的成功实施打下了良好的基础。
在“争气阀”的研发过程中,研发团队全面建设直流输电换流阀基础理论、成套设计、关键技术开发和关键设备研制、集成技术、试验技术等研究与开发平台,掌握了直流输电换流阀的一系列核心技术,实现了直流输电核心技术瓶颈的重点突破。
“争气阀”在技术上拥有国外产品无法比拟的优势。一位核心科研人员向我们一一例举。首先,它拥±800千伏/4750安的电压等级和通流能力,超越了国外同类产品。“换流阀就相当于一座水坝,能承受的电压大小决定了水坝的蓄水高度,耐受的电流大小则与水坝的泄洪量密切相关。其所承受的高电压代表其极高的蓄水高度,也就意味着比其他换流阀在能量传输上距离更远,在相同距离上损耗更小。它所耐受的大电流,则代表其具有更大泄洪容量,也就意味着能输送更多能量。同时,由于电压、电流的提高,在整个能源流经的路径上,还能极大地节约线路走廊资源。”
其次,特高压直流换流阀拥有9级压装式TCA(晶闸管压装集成),一般来说,常规TCA压装是6级,也就是一个TCA由6个晶闸管压装而成。与传统相比,9级压装式TCA将减少并联的数量,能有效将阀模块体积缩小50%,使整个阀塔得到整体优化,结构更加紧凑、占地更少,并且可靠性更高。
再次,它的水冷电阻一体化设计和饱和电抗器分体设计更是中国电科院的独门绝技:将水冷系统与电阻合二为一,使换流阀结构更加简单,可靠性更高,性能更优越。这相当于把两个部件合成为一个,部件数量减少了,自然结构更明了,造成安全隐患的环节减少了,从而具有更高的稳定性。而分体的饱和电抗器就相当于电脑的“双核”,能使换流阀具有更大的兼容性,不仅能满足特高压的工程需求,而且具有向下兼容能力,能覆盖更多电压、电流等级工程需要。一位设计人员解释说,换流阀是高精尖的产品,生产成本较高,为了不造成浪费,科研人员在设计之初就对兼容问题进行了考虑,不仅提高产品利用率,而且使整个阀模块更加匀称美观。
而“争气阀”可靠性更是无人能出其右。按照行业规定,特高压直流换流阀的使用寿命是35年,按照国际大电网规定,两年才能单极闭锁一次,十年才能双极闭锁一次。试验证明,“争气阀”的稳定性经得起现场恶劣环境的检验。
“争气阀”进入市场后,预计将在十年内整体降低我国直流输电建设、运行和维护费用百亿元,不但为直流输电技术在我国的推广应用铺平了道路,而且将会打破跨国公司的国际垄断地位,为中国人争得输电领域高端市场赢得一席之地。
资料:国内外换流阀的发展
汞弧阀换流时期
1901年 发明汞弧整流管,但只能用于整流,而不能进行逆变。
1928年 具有栅极控制能力的汞弧阀研制成功,不但可用于整流,也解决了逆变问题,它的问世使直流输电成为现实。
1954年 世界第一个工业性直流工程——果特兰岛直流工程在瑞典投入运行。
1977年 最后一个采用汞弧阀换流的直流工程投入运行。这个时期被称为汞弧换流时期。
来源:国家电网