目前,实验室自主研发了跨平台仿真开发环境,初步实现了部分仿真软件和仿真器国产化。然而这条路还很长,实验室正在加快关键核心技术攻关,希望早日实现高性能电力电子仿真技术及实时仿真平台自主可控。
IGBT,是柔性直流输电换流阀的“开关”。在实验室另一端,一个跟电脑主机一般大小的设备上,白色陶瓷状的“芯片”嵌入其中。这个“芯片”是实验室2015年联合国内IGBT器件头部制造企业共同研发的成果,拉开了国内外竞相研发柔性直流输电用3000安培级压接式高压大功率IGBT器件的序幕。目前,4500伏/3000安培压接式IGBT已经在昆柳龙直流工程和粤港澳大湾区直流背靠背电网工程(广州工程)大规模应用。
“实验室团队现在正在研究将压接式IGBT器件提升到更高电压电流等级,例如6500伏、5000安培,如果能成功应用,将进一步提升特高压柔性直流的输送容量和技术经济性,这对大规模深远海风电和‘沙戈荒’新能源基地开发送出具有重要意义。”直流输电技术全国重点实验室直流技术研究部研究员周月宾介绍。
聚焦国家重大战略需求
让安全可靠的电力从远方来、从身边来
如何让柔性直流在未来的电网中发挥更大的作用?这是当前摆在南网科研青年面前的一道难题。
目前,千万千瓦级、广域多电压等级的高比例电力电子化电网构建在世界上没有先例,在稳定机理、组网规划、运行控制等方面面临全新挑战。
“随着我国新型能源体系建设持续展开,柔性直流将成为关键的新能源电力输送设备和电网构建支撑设备。搞清楚怎么充分运用柔性直流的能力来构建高比例新能源电网,怎么让这些高度依赖控制设计及协同的设备之间和谐共处、运转有序,对‘沙戈荒’地区新能源开发,以及负荷中心区域受端电网的新能源承载消纳具有重要意义。”直流输电技术全国重点实验室系统研究部研究员李诗旸介绍。
“不止是‘沙戈荒’,向远洋深海挺进,也是我们接下来的重点研究方向。”南网科研院直流输电与电力电子技术研究所所长,直流输电技术全国重点实验室直流技术研究部经理袁智勇介绍,“比如降低整个系统尤其是电缆的造价,提高电缆输送容量并降低输电损耗,对未来风电平价上网具有积极意义。还有千万千瓦级风电基地汇集送出,这将大大提高新能源消纳水平,对输电走廊绝对是有利的。但如何避免一个故障影响多端电网,让电网安全稳定运行,这都是我们未来要解决的难题。”
袁智勇表示,随着新能源的快速发展,直流输电在电网中的角色可能慢慢也会发生变化。“让直流去支撑电网,成为构建电网的主要力量,它会有新的定义、新的功能,还是有很大发展空间的。”