科技日报记者 瞿剑
“云南至广东柔性直流双极低端调试通过，现在正式投产！”7月31日，世界首个特高压柔性直流工程——昆柳龙±800千伏特高压多端柔性直流输电工程提前实现阶段性投产。
昆柳龙直流工程广东段跨越北江线路
南方电网公司介绍，昆柳龙直流工程起于云南昆北换流站，分别送电到广西柳北换流站和广东龙门换流站，线路全长1452公里，横跨云南、贵州、广西、广东四省区。工程总投资242.6亿元，2018年12月全面开工建设，计划2021年汛期前全部建成投产；此次阶段性投产的是云南至广东柔性直流双极低端，较计划提前30天。
昆柳龙直流工程是国家西电东送重点工程：将前不久刚刚建成投运的世界第七大水电站——乌东德水电站丰沛的水电源源不断送往粤港澳大湾区和广西电力负荷中心。
±800千伏龙门换流站
昆柳龙直流工程全部建成后，整体送电容量达800万千瓦，届时，南方电网西电东送总能力将超过5800万千瓦，广东、广西受端容量分别增加500万和300万千瓦。2019年南方电网西电东送电量2265亿千瓦时，清洁能源占比84%；工程全部建成后，每年增加输送西部清洁水电330亿千瓦时，相当于减少标煤消耗约1000万吨，减排二氧化碳2660万吨；其中每年预计送电广东200亿千瓦时，相当于深圳市一年全社会用电量的五分之一。工程将为满足“十四五”期间和后续粤港澳大湾区经济发展用电需求奠定坚实基础，为广西经济社会发展提供进一步的电力供应保障，同时将资源优势转化为经济优势，助力云南绿色能源产业发展。
“这是一个领跑世界的超级工程”。中国工程院院士李立浧表示，它的提前投产标志着我国特高压直流输电技术提升到空前水平，开创出新的输电模式，为世界电网发展提供宝贵的经验。
工程在世界上首次采用特高压多端混合直流系统：送端是常规直流，两个受端是柔性直流。李立浧透露，工程全部建成后将创造17项世界第一，包括世界上第一个±800千伏特高压柔性直流输电工程，世界上单站容量最大的柔性直流输电工程，世界上第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程等，“每项世界第一都可以写一篇大文章”。
南网公司首席技术专家、南网科研院董事长饶宏介绍，“我们在世界上首次提出研发特高压柔性直流技术，开发混合多端直流输电系统，能够提升电网安全稳定，让复杂的电网变得更加灵活可靠，支持西电东送直流输电持续发展。”
这17项世界第一的背后，是成套设备从无到有，其中大量前所未有的运行方式要逐一破解。为此，南网公司牵头，联合国内科研院所、高校、设备厂家等，在输电技术领域“无人区”展开了一场历时数年的重大核心技术突围，重点围绕特高压柔性直流拓扑结构、控制保护系统以及IGBT元器件、柔性直流变压器等关键设备和核心技术进行攻关。
从概念到具体方案，从研究设计到实施，科研攻关团队在特高压柔性直流、多端直流系统技术、设备制造和试验技术、安装运行技术等领域取得了多项重大突破和技术成果，解决了一批世界级难题。
昆北换流站低端阀厅
柔性直流换流阀被称为工程的“心脏”。如今，世界首个能承受±800千伏特高压的国产“心脏”已在龙门换流站正常“跳动”。其中一些先进技术将被应用到即将建设的海上柔性直流项目，并将被国外厂家借鉴。
昆柳龙直流工程建设难度极大。线路平均海拔1300米，高山大岭区域占比54.6%，重冰区占比10.5%，跨越铁路、通航河流、公路、重要电力线等2691回次。工程还首次使用大跨度特高压柔性直流阀厅，屋盖网架总面积为电力建设史上之最。今年年初突如其来的新冠疫情，让工程一度按下“暂停键”，更大大增加了工程推进难度；同时，工程建设还要克服沿线地区连续强降雨等自然灾害的影响。
万余名建设者连续奋战5个月，实现了项目提前阶段性投产。“我们将再接再厉，一鼓作气加快建设，确保工程明年汛期前如期全部投产。”南网公司基建部总经理汤寿泉表示。
南网方面透露，在工程建设的同时，广州电力交易中心协调各方，今年乌东德电站商业运行电量拟全电量参与跨省区市场化交易，交易价格通过市场化方式形成，保障“电发出”即可“送出”。
工程创造的世界第一：
1. 世界上第一个±800千伏特高压柔性直流输电工程。
2. 世界上单站容量最大的柔性直流输电工程（5000兆瓦）。
3. 世界上第一个采用全桥和半桥混合桥阀组的特高压柔性直流输电工程。
4. 世界上第一个高端阀组、低端阀组串联的特高压柔性直流输电工程。
5. 世界上第一个输电距离超过一千公里的远距离大容量柔性直流输电工程。
6. 世界上第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程，第一次实现利用混合桥阀组输出负电压清除线路故障，可以高速再启动。
7. 世界上第一个常规直流和柔性直流混合的直流输电系统，送端采用常规直流，受端采用柔性直流。
8. 世界上第一个混合多端直流输电工程，送端常规直流和受端2个柔性直流组成多端系统。
9. 构建了世界上第一个由柔性直流和常规直流组成的多直流馈入电网系统，柔性直流同时提供有功和无功，提高电网安全稳定水平。
10. 研发了世界上第一个特高压混合多端直流输电控制保护系统，实现了送端常规直流和受端2个柔性直流组成的多端系统协调控制，组成了世界上最多运行方式的直流系统。
11. 研发了世界上容量最大的柔性直流换流阀（±800千伏/5000兆瓦），世界上柔性直流单站换流器功率模块数量最多（5184个）。
12. 世界上第一次实现了特高压混合直流系统单阀组、单站在线投退，克服了混合桥阀组直流短接充电和零压大电流运行难题。
13. 世界上首次系统地研发制造了电压等级最高、容量最大的柔性直流成套装备。
14. 建设了世界上最大的直流输电阀厅（长89米×宽86.5米×高43.75米）。
15. 世界上首次实现了交流故障下多端柔性直流稳定运行，达到交流故障全穿越。
16. 世界上首次建立了单一功率模块任意故障均能安全隔离的长期可靠运行技术。
17. 世界上首次建立了特高压常规直流和柔性直流混合输电技术的技术规范和成套设计技术。
