昆柳龙直流工程是国家特高压多端直流示范工程，也是世界首个特高压柔性直流工程。近日，记者从南方电网公司获悉，截至2021年底，昆柳龙直流工程已累计输送清洁水电超277亿千瓦时，相当于输送1/4个三峡电站年发电量，相当于减少燃煤消耗800万吨、减排二氧化碳2100万吨。
作为世界直流输电工程技术发展史上的一个重要里程碑，昆柳龙直流工程自2020年12月27日全面投产以来，将乌东德水电站的清洁水电源源不断送往粤港澳大湾区，助力云南、广西、广东三地经济社会协同发展。
助力缓解南方区域
用电紧张局面
“昆柳龙直流工程全面投产后，大幅增加了西电外送能力，南方电网最大送电能力达5800万千瓦。2021年迎峰度夏期间，昆柳龙直流工程多次达到满负荷800万千瓦运行，单日送电量最高达1.92亿千瓦时，相当于满足约300万人一个月的用电量。”南方电网总调方式处经理助理刘春晓说。
电从云南来，送至广东、广西，三地同受益。据了解，2021年，云南在省内用电量增长的同时，外送电量增加15亿千瓦时；广东受西电东送最大电力提升300万千瓦，有力支撑负荷7次创出新高；送电广西50亿千瓦时，为广西能源体系向绿色低碳转型发挥积极作用。
作为一条名副其实的绿电大动脉，昆柳龙直流工程助力乌东德水电站水电全额消纳，支撑南方电网西电东送清洁能源占比保持约85%的高位水平。昆柳龙直流工程的投产，提升西电东送南通道16%的送电能力，为缓解南方区域用电紧张局面作出了突出贡献。尤其在2021年迎峰度夏南方区域电力供应趋紧时，昆柳龙直流工程新增的电力电量对减少广东和广西电力供应缺口发挥了巨大作用。
19项世界第一
经受多重验证
“昆柳龙直流工程创造的19项世界纪录，标志着我国直流输电工程技术再上一个新台阶。作为世界上首个多端柔性直流工程，它将柔性直流技术带入了一个新时代。”中国工程院院士李立浧口中的“世界上第一个±800kV特高压柔性直流输电工程”标志着创下的19项世界第一，得到了进一步验证。
以往使用架空线路的柔性直流工程出现故障，要将直流和整个交流系统短暂脱离，等故障清除后再联回来。由于交流系统断路器动作时间长，一般达到秒级以上，容易引起系统长时间过流，这种方法对于输电容量达800万千瓦的昆柳龙直流工程来说损失太大。
昆柳龙直流工程最后借助换流器本身实现故障自清除，即直接通过检测直流线路电气量的波动，知晓千里之外的线路故障。再经由快速控制几千个子模块的投切，协助千里之外的线路清除电弧类似故障，之后高速再启动。这项世界首创的技术在运行中得到了检验。
“昆柳龙直流线路途径重冰区、山火易发区、强雷区、强降雨区等特殊区段，跨越线路、铁路、高速公路多达230处，外部环境的复杂性决定了昆柳龙直流工程要经受多重考验。”南方电网超高压公司生产技术部副总经理冯鸫表示，“昆柳龙直流工程首创的架空线路故障自清除技术确保了工程在应对多重复杂异常工况中，能精准检测并快速恢复稳定运行。工程采用的混合直流、特高压多端柔性直流等世界第一的技术也在实际运行中得到进一步验证。柔性直流技术从实验室走向现实，中国在柔性直流技术领域实现了世界领先。”
“首台套”设备应用
推动国产装备提质升级
“昆柳龙直流工程研制、使用的‘首台套’设备在工程中可靠运行，增强了后续柔直工程对国内装备制造业的信心。一些关键技术和设备如国产大功率IGBT，目前已经大规模应用在白鹤滩-江苏±800kV特高压直流工程、江苏如东海上风电柔性直流工程中。”南方电网超高压公司项目管理中心专责周竞宇说。
在昆柳龙直流工程之前，世界上的柔性直流工程多属于高压、超高压工程范围，将电压提高到±800千伏特高压等级，意味着所有的技术规范、成套设计和成套设备都要从头研发。从科学角度讲，这些新技术、新设备均需要通过系统高电压、大电流下的长期严苛考验。昆柳龙直流工程安全稳定运行一周年，恰恰说明了这些新技术、新设备经得起考验。
IGBT是柔直阀内进行能量变换的核心器件，被誉为柔直阀的“CPU”。IGBT器件早期为国外少数厂家所垄断，价格高，供货周期长，进口量大。依托昆柳龙直流工程，南方电网超高压公司联合国内制造商株洲中车时代半导体，结合鲁西柔直工程运行经验，研制出的国产IGBT器件在工程中得到全场景使用，关键性能指标、相关运行指标优于进口产品。
国内首根±800千伏柔性直流穿墙套管也经受住了考验。直流穿墙套管处于直流系统的“咽喉”位置，是特高电压等级的电流进入阀厅的关键设备，既要很好地传导电流，又要有非常好的绝缘屏障。一直以来，电网工程中，直流穿墙套管使用量大，要价高，在设计、生产的原材料以及制作工艺上均存在难点。“这次我们在产品设计上取得重大突破，运行下来，它的绝缘裕度、机械强度等关键指标均比进口产品要高。”周竞宇介绍。
“昆柳龙直流工程创造的19项第一，既包含新技术路线也包含新设备首次应用。工程一投产，立即经受长时间大负荷考验，始终保持安全稳定运行，充分说明了工程建设质量过硬、研制的‘首台套’设备可靠，这起到了良好的示范作用。”冯鸫认为，这不仅验证了混合直流、特高压多端柔性直流等世界领先技术的科学性、实用性，也为特高压柔直等关键设备的大规模应用奠定了坚实基础。
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