?我國全球首款6.5kV高壓柔性直流換流閥取得突
來源：南網50Hz 時間：2025-02-21 11:16
原標題：世界首套！柔直輸電工程有了新“心臟”
2月18日，南方電網超高壓公司牽頭研發的基于6.5kV/3kA IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）的柔性直流換流閥裝備，順利通過中國機械工業聯合會組織的新產品技術鑒定，由中國工程院院士李立浧等11位行業權威專家組成的鑒定評審委員會一致認為：產品性能總體達到國際領先水平。該裝備的成功研發，實現了我國重大裝備研制的突破，促進了電工裝備產業升級，有力支撐新型電力系統建設，助力“雙碳”戰略目標實現。
▲世界首套6.5kV/3kAIGBT的柔性直流換流閥新產品鑒定會現場。（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”。當前柔直工程中廣泛應用4.5kV/3kA IGBT的柔直換流閥，為了實現緊湊化、低損耗的目標，研究更高電壓、更大電流IGBT的柔直換流閥為柔性直流發展的重要攻關方向。通過研發更高電壓等級的器件，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量、減小換流閥尺寸及降低損耗。
目前，國內外6.5kV/3kA IGBT器件與柔直換流閥研制、試驗技術可借鑒的經驗少，研發難度大，需要突破諸多技術挑戰。
▲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：
南方電網超高壓公司依托南網科技引領類重點科技項目，聯合許繼電氣、南網科研院、株洲中車半導體組建了橫跨“產學研用”的攻關團隊，歷時3年攻克了6.5kV溝槽柵IGBT芯片、高壓PIC二極管芯片及“電—磁—結構”多復雜耦合物理場綜合優化的6.5kV/3kA IGBT柔直閥結構、多級協同旁路保護、納秒級數字驅動器等關鍵技術難題，在國際上率先研制出基于6.5kV/3kA IGBT的柔性直流換流閥，實現6.5kV/3kA新序列柔直閥裝備完全自主可控，推動柔性直流輸電創新發展。
▲6.5kV/3kAIGBT功率模塊過壓短路擊穿試驗后就地測試。（李品攝）
核心亮點——節約用地
據了解，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用場景下新能源遠距離輸送難題，對構建新型電力系統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現場。（李品攝）
核心亮點——節能降耗
據南方電網超高壓公司總經理助理、高級專業技術專家任成林介紹，6.5kV/3kA IGBT的柔直換流閥除了節約用地之外，同時在節能降耗及技術經濟方面具有顯著優勢。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，年節約電量約0.4億度電，增加直接經濟效益超2000萬元。該產品未來可廣泛應用于大型水電站、大型新能源基地和海上風電柔性直流送出工程，推廣應用前景廣闊。（李品 焦石）
責任編輯：沈馨蕊
