7月9日，世界首臺(tái)160千伏超導(dǎo)直流限流器在廣東汕頭南澳多端柔直示范工程啟動(dòng)并帶電成功，標(biāo)志著這個(gè)超級(jí)工程正式進(jìn)入了“臨床試驗(yàn)”的關(guān)鍵階段，將在真實(shí)運(yùn)行環(huán)境中完成各項(xiàng)調(diào)試，以確保下一步整體試運(yùn)行順利。
“該超導(dǎo)直流限流器可大幅度降低短路電流水平，提升柔直輸電系統(tǒng)的可靠性和安全性。”廣東電網(wǎng)能源技術(shù)公司項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人宋萌介紹，該項(xiàng)目是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃研究成果，由廣東電網(wǎng)公司牽頭，聯(lián)合國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)、高等院校、制造廠商共同研發(fā)，也將是首臺(tái)“走出實(shí)驗(yàn)室”，實(shí)現(xiàn)示范運(yùn)行的超導(dǎo)直流限流器，填補(bǔ)超導(dǎo)直流限流器在電力實(shí)際運(yùn)用領(lǐng)域的空白。
超導(dǎo)直流限流器是限制電網(wǎng)故障電流的一種裝置，當(dāng)柔性直流輸電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)降低短路電流，讓隔離故障的斷路器能夠更容易、更及時(shí)地?cái)嚅_(kāi)故障。
“柔性直流輸電系統(tǒng)的短路故障特性與交流系統(tǒng)完全不同，國(guó)際上也沒(méi)有高壓超導(dǎo)直流限流器的先例可循，意味著160千伏超導(dǎo)直流限流器從設(shè)計(jì)到開(kāi)發(fā)都只能通過(guò)自主創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)。”該項(xiàng)目課題負(fù)責(zé)人、示范工程系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)總指揮盛超表示，超導(dǎo)直流限流器設(shè)計(jì)面臨的首要問(wèn)題就是柔性直流輸電系統(tǒng)的故障電流模擬困難，而超導(dǎo)直流限流器的設(shè)計(jì)參數(shù)又與故障電流密切相關(guān)。為此，項(xiàng)目組攻堅(jiān)克難，耗時(shí)一年建立起了一套基于熱等效分析的超導(dǎo)直流限流器多場(chǎng)耦合設(shè)計(jì)方法，并耗時(shí)半年多開(kāi)發(fā)了多套用于柔直系統(tǒng)故障模擬、脈沖功率放電模擬等試驗(yàn)裝置，為限流器的設(shè)計(jì)獲得了大量寶貴的數(shù)據(jù)。
使用什么樣的超導(dǎo)材料是超導(dǎo)直流限流器設(shè)計(jì)的核心課題之一。研發(fā)團(tuán)隊(duì)全力開(kāi)展自主研發(fā)，進(jìn)行了數(shù)千次樣品實(shí)驗(yàn)，從上百道工序中反復(fù)摸索超導(dǎo)材料的工藝、成分、參數(shù)，對(duì)不同的超導(dǎo)材料開(kāi)展缺陷分析，在2018年底成功研制出電阻型超導(dǎo)限流器用高性能高溫超導(dǎo)帶材(YBCO超導(dǎo)帶材)，并實(shí)現(xiàn)批量化自主生產(chǎn)，打破了國(guó)外技術(shù)與產(chǎn)品壟斷，解決了高溫超導(dǎo)電工應(yīng)用面臨的材料“卡脖子”問(wèn)題。
該超導(dǎo)直流限流器實(shí)現(xiàn)100%自主研發(fā)，推動(dòng)了國(guó)內(nèi)高溫超導(dǎo)電工技術(shù)的發(fā)展。研發(fā)團(tuán)隊(duì)圍繞應(yīng)用需求，在國(guó)內(nèi)首次采用雙超導(dǎo)層結(jié)構(gòu)，提高單根帶材臨界電流，使得體積更小，更加可靠。同時(shí)，通過(guò)內(nèi)置光纖實(shí)現(xiàn)了線圈溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，系世界首次。
該項(xiàng)目的安全運(yùn)行維護(hù)職責(zé)由廣東電網(wǎng)公司汕頭供電局柔直巡維中心承擔(dān)，這是繼南澳多端柔性直流示范工程、160千伏機(jī)械式高壓直流斷路器項(xiàng)目以來(lái)，該運(yùn)維中心承擔(dān)的第三項(xiàng)“世界首個(gè)”項(xiàng)目運(yùn)維任務(wù)。
據(jù)悉，該項(xiàng)目將在7月底完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、人工短路電流等試驗(yàn)，開(kāi)展為期6個(gè)月的掛網(wǎng)試運(yùn)行。
作者：周潺 楊雅潔 李力 陳旭
評(píng)論