?我國全球首款6.5kV高壓柔性直流換流閥取得突
來源：南網(wǎng)50Hz 時(shí)間：2025-02-21 11:16
原標(biāo)題：世界首套！柔直輸電工程有了新“心臟”
2月18日，南方電網(wǎng)超高壓公司牽頭研發(fā)的基于6.5kV/3kA IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的柔性直流換流閥裝備，順利通過中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織的新產(chǎn)品技術(shù)鑒定，由中國工程院院士李立浧等11位行業(yè)權(quán)威專家組成的鑒定評(píng)審委員會(huì)一致認(rèn)為：產(chǎn)品性能總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。該裝備的成功研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了我國重大裝備研制的突破，促進(jìn)了電工裝備產(chǎn)業(yè)升級(jí)，有力支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，助力“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
▲世界首套6.5kV/3kAIGBT的柔性直流換流閥新產(chǎn)品鑒定會(huì)現(xiàn)場。（李品攝）
需求與困境：
柔性直流換流閥是柔性直流輸電工程的“心臟”。當(dāng)前柔直工程中廣泛應(yīng)用4.5kV/3kA IGBT的柔直換流閥，為了實(shí)現(xiàn)緊湊化、低損耗的目標(biāo)，研究更高電壓、更大電流IGBT的柔直換流閥為柔性直流發(fā)展的重要攻關(guān)方向。通過研發(fā)更高電壓等級(jí)的器件，研制新序列柔直換流閥裝備，可有效減少柔直換流閥模塊數(shù)量、減小換流閥尺寸及降低損耗。
目前，國內(nèi)外6.5kV/3kA IGBT器件與柔直換流閥研制、試驗(yàn)技術(shù)可借鑒的經(jīng)驗(yàn)少，研發(fā)難度大，需要突破諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。
▲世界首套6.5kV/3kAIGBT的柔性直流換流閥模塊。（李品攝）
嘗試與攻關(guān)：
南方電網(wǎng)超高壓公司依托南網(wǎng)科技引領(lǐng)類重點(diǎn)科技項(xiàng)目，聯(lián)合許繼電氣、南網(wǎng)科研院、株洲中車半導(dǎo)體組建了橫跨“產(chǎn)學(xué)研用”的攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)3年攻克了6.5kV溝槽柵IGBT芯片、高壓PIC二極管芯片及“電—磁—結(jié)構(gòu)”多復(fù)雜耦合物理場綜合優(yōu)化的6.5kV/3kA IGBT柔直閥結(jié)構(gòu)、多級(jí)協(xié)同旁路保護(hù)、納秒級(jí)數(shù)字驅(qū)動(dòng)器等關(guān)鍵技術(shù)難題，在國際上率先研制出基于6.5kV/3kA IGBT的柔性直流換流閥，實(shí)現(xiàn)6.5kV/3kA新序列柔直閥裝備完全自主可控，推動(dòng)柔性直流輸電創(chuàng)新發(fā)展。
▲6.5kV/3kAIGBT功率模塊過壓短路擊穿試驗(yàn)后就地測試。（李品攝）
核心亮點(diǎn)——節(jié)約用地
據(jù)了解，新研制的6.5kV/3kA IGBT的柔性直流換流閥，相比于4.5kV/3kA IGBT的柔直換流閥，功率密度提升約27.8%，單橋臂單塔占地面積減少約18.6%，使柔直換流閥更加緊湊，解決了在土地資源稀缺和減重需求較高的應(yīng)用場景下新能源遠(yuǎn)距離輸送難題，對(duì)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)具有十分重要的作用。
▲世界首套6.5kV/3kAIGBT的柔性直流換流閥試驗(yàn)現(xiàn)場。（李品攝）
核心亮點(diǎn)——節(jié)能降耗
據(jù)南方電網(wǎng)超高壓公司總經(jīng)理助理、高級(jí)專業(yè)技術(shù)專家任成林介紹，6.5kV/3kA IGBT的柔直換流閥除了節(jié)約用地之外，同時(shí)在節(jié)能降耗及技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面具有顯著優(yōu)勢。相比于4.5kV/3kA IGBT的柔直換流閥可以降低損耗23%，以5GW換流站為例，年節(jié)約電量約0.4億度電，增加直接經(jīng)濟(jì)效益超2000萬元。該產(chǎn)品未來可廣泛應(yīng)用于大型水電站、大型新能源基地和海上風(fēng)電柔性直流送出工程，推廣應(yīng)用前景廣闊。（李品 焦石）
責(zé)任編輯：沈馨蕊
