7月9日，世界首臺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并帶電成功，標(biāo)志著這個超級工程正式進入了“臨床試驗”的關(guān)鍵階段，將在真實運行環(huán)境中完成各項調(diào)試，以確保下一步整體試運行順利。
“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)公司項目技術(shù)負(fù)責(zé)人宋萌介紹，該項目是國家重點研發(fā)計劃研究成果，由廣東電網(wǎng)公司牽頭，聯(lián)合國內(nèi)多家科研機構(gòu)、高等院校、制造廠商共同研發(fā)，也將是首臺“走出實驗室”，實現(xiàn)示范運行的超導(dǎo)直流限流器，填補超導(dǎo)直流限流器在電力實際運用領(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，通過降低短路電流，讓隔離故障的斷路器能夠更容易、更及時地斷開故障。
“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，國際上也沒有高壓超導(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)計到開發(fā)都只能通過自主創(chuàng)新來實現(xiàn)。”該項目課題負(fù)責(zé)人、示范工程系統(tǒng)調(diào)試現(xiàn)場總指揮盛超表示，超導(dǎo)直流限流器設(shè)計面臨的首要問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)計參數(shù)又與故障電流密切相關(guān)。為此，項目組攻堅克難，耗時一年建立起了一套基于熱等效分析的超導(dǎo)直流限流器多場耦合設(shè)計方法，并耗時半年多開發(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裝置，為限流器的設(shè)計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)計的核心課題之一。研發(fā)團隊全力開展自主研發(fā)，進行了數(shù)千次樣品實驗，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)，對不同的超導(dǎo)材料開展缺陷分析，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)，并實現(xiàn)批量化自主生產(chǎn)，打破了國外技術(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”問題。
該超導(dǎo)直流限流器實現(xiàn)100%自主研發(fā)，推動了國內(nèi)高溫超導(dǎo)電工技術(shù)的發(fā)展。研發(fā)團隊圍繞應(yīng)用需求，在國內(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，通過內(nèi)置光纖實現(xiàn)了線圈溫度實時監(jiān)測，系世界首次。
該項目的安全運行維護職責(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、160千伏機械式高壓直流斷路器項目以來，該運維中心承擔(dān)的第三項“世界首個”項目運維任務(wù)。
據(jù)悉，該項目將在7月底完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)、人工短路電流等試驗，開展為期6個月的掛網(wǎng)試運行。
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