近日，三峽集團(tuán)云南彌勒風(fēng)電場柔性直流工程成功投入運(yùn)行，該工程由三峽集團(tuán)投資建設(shè)，聯(lián)合清華大學(xué)、南網(wǎng)科研院、西電電力系統(tǒng)、許繼電氣、南瑞繼保等共同實(shí)施，屬于國家發(fā)改委“揭榜掛帥”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。該工程是世界首個(gè)采用IGCT器件的新能源柔性直流工程、世界首個(gè)采用6.5kV功率半導(dǎo)體器件的柔性直流工程，是繼珠海直流配電、東莞中壓互聯(lián)、烏蘭察布源網(wǎng)荷儲等工程后IGCT柔直技術(shù)的又一重要突破，將有力推動IGCT柔直技術(shù)在沙戈荒、海上風(fēng)電、城市電網(wǎng)等場景中規(guī)模化工程應(yīng)用。                                                                                                                 

三峽集團(tuán)云南彌勒IGCT柔性直流工程柔性直流技術(shù)是支撐我國“雙碳”目標(biāo)的戰(zhàn)略核心技術(shù)，歐美最早提出IGBT柔性直流技術(shù)路線，在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。近年來，柔性直流工程電壓和容量快速提升，尤其是我國雙碳目標(biāo)加快實(shí)施，國內(nèi)應(yīng)用的柔性直流工程電壓和容量增加了上百倍。

圖1：IGCT整晶圓芯片和器件

我國在國際上率先提出IGCT柔性直流技術(shù)路線。由于IGCT器件為低頻大容量器件，天然適用于柔性直流輸電應(yīng)用場景。近年來，IGCT柔性直流換流閥的技術(shù)瓶頸逐漸被攻克，相比現(xiàn)有柔直工程，6.5kV、8kV更大容量IGCT器件的應(yīng)用，將減少換流閥成本、體積和損耗達(dá)30%以上，并且作為整晶圓器件，IGCT器件的浪涌電流耐受和本征防爆特性，使得柔直換流閥具有更強(qiáng)的暫態(tài)故障耐受和主動支撐能力。

目前，西電、許繼、南瑞繼保、特變電工、榮信匯科等制造商均推出IGCT換流閥產(chǎn)品，為IGCT柔性高壓直流輸電規(guī)模化應(yīng)用奠定了產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。隨著四寸IGCT器件在柔直工程中的成熟應(yīng)用，基于六寸芯片的4.5kV/12.5kA（通流6.25kA），6.5kV/10kA（通流5kA）的更大容量IGCT器件也將陸續(xù)推出，IGCT柔性直流技術(shù)路線低成本、低損耗、高可靠、本征安全等優(yōu)勢將進(jìn)一步凸顯。圖1：IGCT整晶圓芯片和器件云南彌勒工程地處彌勒市虹溪鎮(zhèn)石萬村，海拔高達(dá)2500米，IGCT換流閥組件完全對標(biāo)海上風(fēng)電柔性高壓直流輸電工程，采用288只全國產(chǎn)化6.5kV/4kA（通流2kA） IGCT-Plus器件，是對IGCT器件及其換流閥技術(shù)的全面工程檢驗(yàn)。工程調(diào)試階段，嚴(yán)格對標(biāo)海上風(fēng)電工程進(jìn)行檢驗(yàn)，通過100余項(xiàng)穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、保護(hù)功能試驗(yàn)項(xiàng)目，該工程表現(xiàn)出超出現(xiàn)有技術(shù)的可靠性，于2024年12月24日通過連續(xù)168小時(shí)試運(yùn)行后轉(zhuǎn)入正式運(yùn)行階段。

該工程將為未來IGCT柔性直流換流閥在沙戈荒、海上風(fēng)電、城市電網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用提供寶貴的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，推動我國在新一代柔性直流技術(shù)路線上的引領(lǐng)。

圖2：三峽集團(tuán)云南彌勒IGCT柔直工程換流站

圖3：IGCT換流閥廳圖4：IGCT柔直整流閥和逆變閥

供稿｜直流研究團(tuán)隊(duì)