近日,在世界首个高压大容量柔性低频输电工程杭州亭山-中埠柔性低频输电示范工程现场,平高研制的世界首台72.5千伏及252千伏20赫兹低频GIS设备成功并网运行。作为当前世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性低频输电工程,不仅实现了杭州富阳、萧山两大负荷中心互联互通,同时也充分证明了技术可行性,为后续中远距离海上输电、藏区柔性交流联网、新能源接入等新的输电模式奠定了技术基础,有很好的推广前景。

世界首台252千伏低频GIS
50赫兹到20赫兹
开断能量提升1.4倍
柔性低频输电是一种以电力电子技术为基础的高效交流输电技术,2021年7月,中国科学院院士陈维江提出将传统电网中50赫兹的输送频率降低到20赫兹,可有效提升输电线路的输送容量、输送距离及输送效率,解决中远海输电、柔性交流联网等工程难题,具有广泛的应用前景。当频率由50赫兹降至20赫兹时,电流周期将由20毫秒增加至50毫秒,在没有分闸选相装置干预条件下,断路器的最长燃弧时间增加到35毫秒以上,超过现有断路器的极限开断能力,累计开断能量也超过常规50赫兹断路器的1.4倍。但频率降低导致断路器的开断燃弧区间和电弧能量大幅增加,直接加大了断路器的研制难度,20赫兹低频GIS作为柔性低频输电系统中的核心设备,是制约柔性低频输电从理论走向应用的关键因素之一。
平高作为我国能源电力系统装备制造主力军,为该工程研制世界首台并提供全部的72.5千伏及252千伏低频GIS,通过9次不同运行方式下的人工短路试验、满负荷试验及168小时试运行后正式投入运行。
近年来,平高基于自身深厚的电弧测量与仿真技术积累,先后攻克断路器超长燃弧自然开断和满容量连续开断双重难题,最长燃弧时间达35.2毫秒,实现了低频高压开关从“0”到“1”的突破。产品通过中国机械工业联合会组织的鉴定,技术水平国际领先。同时,制定发布世界首个低频GIS和低频互感器试验规范,为低频开关产业发展提供了规范指引。

世界首台40.5千伏低频开关柜
2022年6月,平高为世界首个稳定运行在20赫兹频率下的输电工程浙江台州35千伏柔性低频输电示范工程,研制并供货了40.5千伏低频开关柜,该型产品采用真空开断、空气绝缘等技术,电寿命20次、机械寿命10000次,低频互感器等元器件和扩展柜型齐全,属于绿色环保型产品,设备自投运以来,运行状况良好,得到用户的好评。
海上风电直流GIS
远距离能源输送“国之利器”
近年来,随着国家“双碳”战略部署和以新能源为主体的新型电力系统加速构建,作为能源系统去碳化和实现零碳排放最关键的技术之一,海上风电的地位日趋重要。目前,我国近海风电资源开发已接近尾声,正逐步走向远海,除中远距离送出工程应用低频输电技术外,大量的远距离送出工程应用直流输电技术,同时,对于海上风电换流站更少的占地面积及降低建设、运维成本等的需求,催生了海上风电直流GIS。