鲁西背靠背直流工程开建

柔性直流功率模块比对失败跳闸事件分析张源发布时间：2021-09-09T03:19:09.023Z 来源：《福光技术》2021年11期作者：张源[导读] 我國经济社会快速发展，带动了用电需求持续增长，为满足用电负荷增长的需要，电网规模扩大、区域电网互联成为主流发展方向[1]。

电网互联带来了跨省跨地区输电量的大幅提高，不仅加强了大电网资源优化配置，也为电网互为支撑、相互支援提供了强大的保障[2]。

国网山西省电力公司检修分公司山西太原 030032摘要：针对鲁西背靠背换流站调试期间发生的一起柔性直流功率模块比对失败，从而导致跳闸的事件，本文对跳闸条件进行了阐述，根据跳闸条件对本次比对失败导致跳闸的原因进行了分析，同时进行了现场排查并确定了故障原因，针对故障原因提出了相应建议，以避免类似事件再次发生。

关键词：柔性直流；功率模块；黑模块；鲁西换流站1引言我國经济社会快速发展，带动了用电需求持续增长，为满足用电负荷增长的需要，电网规模扩大、区域电网互联成为主流发展方向[1]。

电网互联带来了跨省跨地区输电量的大幅提高，不仅加强了大电网资源优化配置，也为电网互为支撑、相互支援提供了强大的保障[2]。

另一方面，风电、太阳能等可再生能源利用规模的不断扩大，但由于其固有的分散性、小型性、远离负荷中心等特点 [3]，迫切要求并网时采用柔性直流输电技术，并不断提升其输电能力。

同时，城市用电负荷的快速增加，需要不断扩充电网的容量，但鉴于城市人口膨胀和土地资源的稀缺，不仅要求利用有限的线路走廊输送更多的电能，而且要求大量的配电网转入地下。

因此，迫切需要采用更加灵活、经济、环保、安全的输电方式解决以上问题。

柔性直流输电技术具有控制灵活、无换相失败、快速实现有功无功调节、易于扩展等优点，是实现可再生能源大规模并网利用、分布式发电并网、大型电网异步互联、无源网络供电等领域的首选技术，同时也是我国能源电力发展的核心技术 [4]。

目前，国内柔性直流输电换流阀多采用 MMC（modular multilevel converter，模块化多电平换流器）拓扑结构。

电力系统2020.9 电力系统装备丨79Electric System2020年第9期2020 No.9电力系统装备Electric Power System Equipment2006年，中国电力科学研究院组织研讨会将基于电压源换流器（VSC ）技术的直流输电（第三代直流输电技术）统一命名为“柔性直流输电”。

“柔性”翻译自单词“Flexible ”，主要指相较于常规直流输电技术。

柔性直流输电技术的控制手段更为灵活[1]，并且具有对交流系统无依赖、运行方式多样等优点，为异步电网互联、新能源接入、电力市场构建等应用场景提供了新的解决方案[2]。

我国首个柔性直流输电工程于2011年投运。

经过近年来不断发展，在电压等级、系统容量、拓扑结构等方面均取得了长足的进步，已经在柔性直流技术的诸多领域处于世界领先地位[3]。

1 发展历程回顾通过电压源换流器来实现高压直流输电的技术方案最早由加拿大McGill 大学的Boon-Teck 等人于1990年提出。

随着柔性直流技术的发展，国际上多个电力权威学术组织将这种新兴输电方式命名为电压源换流器型直流输电（VSCHVDC ）。

ABB 公司对其投入大量研究力量，取得一系列专利成果，多年来一直在该领域处于世界领先地位，并将这种输电方式称为轻型直流输电（HVDCLight ）。

2006年，中国电力科学研究院经过讨论将其统一命名为“柔性直流输电”。

世界上第一条柔性直流输电工程于1997年投入工业试验运行，由瑞典投资建设，电压等级10 kV ，容量3 MW 。

随后，欧美各国纷纷开始了柔性直流输电技术的理论研究与工程建设，主要应用于新能源并网、电网互联、海上钻井平台供电等领域，早期的柔性直流工程几乎全部由ABB 制造。

国内的柔性直流输电工程最早始于2011年，经历了从无到有，电压等级从低到高，输电容量从小到大，拓扑结构由简单到复杂的发展历程。

2011年7月，亚洲首个具有自主知识产权的柔性直流工程上海南汇风电场工程投运，电压等级±30 kV ；2013年12月，世界上第一个多端柔性直流工程南澳示范工程顺利投产，电压等级±160 kV ；2014年7月，世界范围内首个五端柔性直流输电工程舟山工程建成，电压等级±200 kV ；2015年12月，采用真双极接线的厦门柔性直流输电示范工程正式投运，电压等级±320 kV ，标志着我国在高压大容量柔性直流输电工程设计、设备制造、工程施工调试、运营等关键技术方面达到世界领先水平；2016年8月，位于云南省曲靖市罗平县的鲁西背靠背异步联网工程顺利投运，电压等级±350 kV ，是世界上首次采用大容量柔性直流与常规直流组合的背靠背直流工程；2016年12月，渝鄂直流背靠背联网工程正式核准建设，电压等级±420 kV ，是世界上电压等级最高、规模最大的柔性直流背靠背工程；2019年12月，张北±500 kV 柔性直流示范工程进入全面调试阶段，构建了输送大规模风、光、抽蓄等多种能源的四端环形柔性直流电网，标致着我国柔性直流输电技术迈向新的高度。

大湾区中通道直流背靠背工程进入电气安装阶段明年3月建成投产白露已至，余热未散。

走进大湾区中通道直流背靠背工程(以下简称“中通道工程”)建设现场，工人忙碌、机器轰鸣，运输车辆来回穿梭其中。

中通道工程是世界上首次在多直流馈入负荷中心通过柔直背靠背互联，也是列入国家能源局电网主网架规划的重点工程，建成后将优化广东电网网架结构，降低电网风险，对粤港澳大湾区建设以及“双碳”目标的实现具有重要支撑作用。

近日，工程土建施工陆续开始交安。

随着前三批5台500千伏水冷柔性直流变压器(以下简称“柔直变”)进场，中通道工程正式进入电气安装阶段，将在明年3月30日建成投产。

漂洋过海3000公里“超级快递”顺利抵达柔直变是中通道工程体积最大、运输要求最高的设备，也是背靠背换流站的核心装备，承担着高压电能传输和电压变换的职责。

8月5日13时30分许，一声鸣笛清晰响亮，一辆桥式运输车缓缓驶入施工现场，仅轮胎就有264个。

车上装的正是一台柔直变，银灰色外壳，重量达360吨，有电气设备“巨无霸”之称。

为确保如期到货，广州供电局落实好协同机制，对生产中的设备做好工期和质量把关，对物资运输进行全过程监控，确保各项物资安全、优质供应，发挥好物资保障、质量控制和协调支撑作用。

“时间紧任务重，这个变压器能够顺利验收出厂，真是克服了重重困难。

”广州供电局物流中心履约协调专责蒋敏锋说，“受到疫情、原材料产能不足等影响，当时很多供应商都无法履约，我们先后协调了多次，还请省公司参与沟通。

经过持续的努力，不仅成功解决了难题，还只用了网公司标准指导工期的三分之一时间，就完成了首台柔直变的生产。

”首台柔直变是在秦皇岛上船，从渤海一路向南，先后经过黄海、东海、南海。

为确保海运通航的顺利开展，船长每天都会根据气象的变化随时调整航道。

当时还遇到了台风“烟花”，为保证船体及变压器的安全，船只在浙江台州停留了两天。

抵达广州新塘港码头后，再经过公路运输，历经19天后运抵中通道工程现场。

对光伏电站导线截面的选择王洪利【摘要】光伏发电项目因存在满负荷运行率低、年利用小时数低等特点，使得此类项目在进行导线截面选择时与常规项目差异较大；本文通过对各类导线投资回收期及年费用的计算，提出了光伏发电项目导线截面选择思路。

%Due to the low full-load-operation frequency and annual utilization hours of photovoltaic generation project, the selection of conductor cross-section is crucial compared to regular projects. Based on the calculation of investment payback period and annual cost of various types power conductor, this paper proposes some ideas about the selection of conductor cross-section of photovoltaic generation project.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2016(044)006【总页数】2页(P61-62)【关键词】光伏发电;经济电流密度;投资回收期;年费用【作者】王洪利【作者单位】云南电网有限责任公司德宏供电局，云南德宏 678400【正文语种】中文【中图分类】TM74全国光伏发电装机量达到3 795万千瓦，预计2020年我国光伏电站光伏发电装机量达到1.5亿千瓦时。

光伏发电系统在夜间不能发电，在阴雨天发电量也很低，其发电功率与太阳辐照度、温度等相关，主要取决于太阳辐照度的大小。

在全天日照情况良好的情况下，光伏电站从早上8点左右开始发电，至中午12点左右发电量达到全天高峰，下午4点以后发电量逐渐降低为零，电站的日发电量曲线呈现为抛物线形。

云南省各地州市2015年重大建设项目昆明市2015年市级重点项目计划共245项，总投资7960亿元，计划投资622亿元，其中：重点基础设施项目100项，产业投资项目95项，前期工作项目50项。

从占比看，重点基础设施项目数量占到2015年市级重点项目投资计划40.8%，投资计划比重更达到了49.2%。

在数量占比最大的综合交通项目中，7个项目为轨道交通项目，分别为轨道1、2号线首期工程，轨道3号线，轨道晋宁线一期，轨道2号线二期，轨道6号线，地铁OCC控制中心及轨道1号线支线工程，其中，轨道1、2号线首期工程将竣工收尾，地铁OCC控制中心将完成地下工程，其他5项工程将实施主体工程。

除了轨道交通建设外，综合交通项目还包含了昆明新南站配套道路工程、昆明绕城高速公路东南段、呈贡至澄江高速公路、黄土坡至马金铺高速公路、东川至倘甸公路（一期）、寻甸至倘甸公路（一期）、石林县大叠水旅游专线、岷山至团结公路、寻甸县易隆至白石岩公路工程、功东高速公路项目、禄劝至倘甸公路（一期）、呈贡联大街昆玉立交桥、金东大桥13项道路桥梁建设工程，其中，黄土坡至马金铺高速公路预计可完成建设，金东大桥可建成通车。

此外，昆明南站东、西广场也将在今年开工建设。

在13项市政基础设施项目中，市政道路建设占据了大半壁江山。

飞虎大道南段（广福路-新会展中心）、环湖南路古城段提升改造工程、草海时尚片区基础设施项目、国道213线呈贡境内段改扩建项目将实施主体工程，呈贡新城东外环中路工程及其上部道路工程将完成主体工程，官渡3号路将争取年内完工，国道320改扩建工程将完成一标段主体工程，宜良县蓬莱大道完成一期建设，南过境地面层改造提升工程、武昆高速入城段地面层、呈贡区城市路网建设项目、马澄路改造将相继开工。

此外，西翥自来水厂建设也将竣工。

占百项重点基础设施项目数量五分之一的社会事业及民生保障项目中，市第一中学、云南师范大学附属中学呈贡校区、云南师范大学附属小学呈贡校区、滇池星城小区配套小学、滇池星城小区配套初级中学5所学校将在年内建成并投入使用，官渡区区级储备粮储备库建设将完工，市妇女儿童保健中心、市殡仪馆改扩建项目、昆明铁路机械学校将完成主体工程。

托马斯-阿尔瓦-爱迪生（ThomasAlvaEdison，1847—1931）爱迪生是技术历史中著名的天才之一，拥有超过2000项发明，其中的四大发明：留声机、电灯、电力系统和有声电影，丰富和改善了人类的文明生活。

我们都知道，爱迪生发明了电灯，但是发明了电灯后，如何将电从发电厂送到各处呢？受当时的技术手段限制，无法提高直流电的电压等级，也就不能将电输送到稍远一点的距离。

如果要采取直流输电的方式，每平方公里就得有一个发电厂，这制约了电的推广应用。

与此同时，另一位发明家特斯拉提交了交流输电专利。

交流输电可以让电压升得很高，这就意味着电力可以通过输电线输送至较远距离，在用户端再降下来。

但在当时要建设大规模的电网，赢家只能有一个。

在直流电与交流电大战中，提倡直流输电的爱迪生最终败给了提倡交流输电的特斯拉。

结果是，在其后的一百多年里，交流输电技术得到了广泛的发展和应用。

爱迪生表示不！服！直流输电强势“回归”与交流输电相比，直流输电可以用更大的容量、更高的电压、实现远距离输电。

在技术进步的今天，直流输电有着诸多优势：工程造价低、损耗小、调节速度快、运行可靠……在南方电网区域东西跨度大、需要大规模大容量的西部清洁电能源源不断送到东部的需求条件下，直流输电是最好的技术选择。

高电压课本内容自2002年底南方电网公司成立以来，西电东送主网架实现了跨越式发展。

西电东送从“三交一直”扩展到“八交九直”17条输电通道，西电东送主通道技术发展与创新也随之步入快车道，创造了多项令人瞩目的成就。

高压直流输电已经成为南方电网的一张璀璨名片。

如果爱迪生穿越到今天，他会感叹，一百多年竟然是一个“轮回”，如今的超/特高压直流输电技术的发展一日千里，日新月异！2001年6月26日±500千伏天广直流输电工程投运，容量1.8GW。

是当时南方区域第1条、国内第2条直流输电工程。

工程建设中大量采用了新技术、新设备，如有源直流滤波器、直流光纤电流互感器、合成材料穿墙套管等。

国家能源局综合司关于开展酒湖特高压直流等典型电网工程投资成效监管工作的通知文章属性•【制定机关】国家能源局•【公布日期】2021.05.17•【文号】•【施行日期】2021.05.17•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】电力及电力工业正文国家能源局综合司关于开展酒湖特高压直流等典型电网工程投资成效监管工作的通知各派出机构，国家电网有限公司、中国南方电网有限责任公司、内蒙古电力（集团）有限责任公司：为促进电网工程前期科学论证规划，进一步提升电网工程投资成效，提高电网工程运行实效，按照《国家能源局关于印发<2021年能源监管重点任务清单>的通知》（国能发监管〔2021〕5号）要求，国家能源局决定开展典型电网工程投资成效监管工作。

现将有关事项通知如下。

一、监管内容通过“双随机”方式选取酒湖特高压直流等10项典型电网工程（见附件1），着重监管以下三方面情况。

（一）规划落实情况。

主要是工程投产后规划目标落实的相关情况，包括工程实际建成规模、运行方式、在系统中发挥的作用等是否与规划预期相符；工程在核准（备案）、初步设计批复、重大设计变更批复等环节是否符合规定；工程配套电源建设情况等。

（二）运行实效情况。

主要是工程实际运行情况、工程投产后的可靠性、输电损耗率等关键指标是否达到预期水平，以及技术方案与预期的一致性。

包括工程实际运行情况，如工程实际输送电量、年最大输送功率、年最大负荷率、年平均功率等；投运前后断面输送情况；工程输变电设施的可靠性；工程输电量损耗及运维情况；工程实际采用的设备和技术方案情况等。

（三）投资及效益情况。

主要是工程投资、输电价格、输送电量情况等，检查工程投资效益是否达到预期。

包括工程实际投资情况，如工程投资控制情况，工程单位投资指标、固定资产折旧指标等；工程电价批复文件及执行情况；工程投入产出情况；工程社会效益情况，如在促进新能源消纳等方面发挥的作用等。

背靠背直流工程背靠背工程1 灵宝背靠背换流站（我国第一个联网背靠背直流输电工程）灵宝背靠背高压直流输电BTB-HVDC(Back To Back-High V oltage Direct Current transmission)工程是直流设备国产化的试验示范工程，从成套设计和设备制造，以及系统调试完全自主完成。

工程额定直流功率360 MW ，直流额定电压为±120kV ，直流额定电流为3kA ，功率可双向传输。

交流系统电压等级分别为华中侧220 kV、西北侧330 kV，换流站电气主接线如图1所示。

220 kV交流场包括：1组电抗器、2组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、2组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。

330 kV交流场包括：1组电抗器、1组HP3滤波器、3组HP12/24滤波器、3组并联电容器、进线1回、换流变压器支路1回。

换流变压器采用单相三绕组形式，单台容量均为143.6 MVA, 每侧的3台换流变压器通过外部连线实现Yy12、Yd11接线，和换流阀一起构成12脉动桥。

直流系统额定电压120 kV，两侧阀通过直流母线串接平波电抗器相连。

图1 灵宝换流站主接线另外该工程在世界上首次实现了两侧换流阀分别采用光触法和电触发晶闸管阀，首次采用南瑞继保PCS9500和许继DPS2000这两套直流控制保护系统轮流进行的工作模式。

2 高岭背靠背换流站高岭背靠背换流站实现了东北和华北两大电网之间的直流互联，工程2019年投入运行。

其主要作用是相互提供调峰容量和互为备用容量。

东北—华北背靠背现在规模为1500 MW，随着电网规模的扩大，远期规模为3000MW 。

东北—华北背靠背工程站址选在高岭变电站，换流站与东北主网的电气联系比较薄弱。

工程接线方式具有2个独立的单元，每个单元输送750 MW功率，直流电压为±125 kV，直流电流为3 000 A，选用单相三绕组变压器每台变压器容量为300 MVA。