突圍進行時 | 特高壓直流技術打通“沙戈荒”新能源消納新通道
發布時間:2025-06-19 23:00 來源:內蒙古自治區科技廳高新技術產業創新處
編者按?
在自治區黨委、政府高位推動下,內蒙古以“起跑就領先”的魄力,按下科技“突圍”快進鍵,錨定稀土、儲能、氫能、乳業、空天計量等戰略領域,以“非常之舉”在重點點位上精準落子,讓科技創新成為高質量發展的“關鍵變量” 與“最大增量”。
這里既有“工業維生素”稀土的“精密蛻變”,也有綠電儲能的“綠色革命”,更有空天技術的“高度突破”……每一個點位“突圍”都在尋找高質量發展的“最優解”。為此,我們特開設“突圍進行時”專欄,將目光對準這些滾燙的創新現場,記錄“卡脖子”技術突破的艱辛,見證新質生產力破繭的喜悅,傾聽科研人員勇立潮頭的心聲,共同書寫北疆大地向新質生產力進軍的生動篇章。
在阿拉善烏蘭布和沙漠腹地,一片深藍色“海洋”正悄然改變著大地底色。數萬塊光伏板如波浪般起伏,將灼熱的陽光轉化為電流,源源不斷輸送著綠色電能。
“沙戈荒”地區風能、太陽能資源富集,“風光無限”為新能源發展提供廣闊空間。在“雙碳”目標推動下,近年來,內蒙古正加緊推進“沙戈荒”大型風電光伏基地項目建設與傳統能源產業轉型升級,然而,大規模可再生能源經特高壓多端直流外送面臨諸多技術空白,亟需開展基礎理論突破與核心技術創新,為后續示范工程納入規劃建設提供全方位保障。
2024年,自治區科技“突圍”工程儲能與新型電力系統點位重點專項“大規模可再生能源基地特高壓多端直流輸電外送關鍵技術”項目啟動實施,項目由內蒙古電力(集團)有限責任公司牽頭,聯合懷柔實驗室、華北電力大學等14家國內優勢高校、院所、企業以及4個院士團隊、4家全國重點實驗室、1家國家工程技術中心等科研力量,聚焦“沙戈荒”腹地百分百新能源大規模遠距離外送消納的“世界性”技術難題,開展技術攻關,建設世界容量最大、結構最為復雜的特高壓多端直流輸電工程。
“項目將根本性解決‘沙戈荒’特定地理環境下新能源廣域深度開發、遠距離輸送和消納等關鍵技術和工程示范問題。”課題負責人劉永江表示,開展“沙戈荒”地區新能源大規模遠距離外送消納對內蒙古建設國家重要能源基地,因地制宜發展新質生產力、搶占未來發展制高點意義重大。
6500V-5000A逆阻IGCT器件
“沙戈荒”地區雖然資源豐富,但是由于無常規電源支撐、規模大電網架構薄弱且遠離負荷中心,開發過程中面臨著諸多挑戰,技術研發團隊針對大規模廣域多類型可再生能源基地外送需要,深入研究特高壓多端直流系統的拓撲構建理論體系,整合形成涵蓋主接線設計、主回路參數以及控制策略優化等核心技術的直流拓撲方案,攻克無常規電源千萬千瓦級新能源自組網技術,同時,團隊以直流輸電通道年利用小時數不低于4500小時為約束,綜合考慮設備投資成本、運維費用等經濟性要素,創新性地提出充分考量可再生能源出力特性的多類型電源容量優化配置方案,首創適用于6.5kV逆阻型IGCT的雙面質子輻照、160μm超緩結深、邊緣門極結構等8項技術,為千萬千瓦級新能源基地安全可靠超遠距離送出提供技術支撐。
5kA閥組件裝配、試驗
“特高壓混合換相換流器,在繼承常規直流換流閥高可靠性、低成本、高效率優勢的同時,徹底解決常規直流輸電換相失敗固有難題。”課題負責人屈魯介紹,科研團隊開發適應混合換相換流器全工況新型閥基電子系統和高可靠閥控系統,研制成功世界首臺特高壓混合換相換流閥,目前該產品已在華中-西北聯網工程改造等工程中應用,下一步,將全面應用于內蒙古100%新能源送出的特高壓直流輸電工程。
5000A HCC閥模塊
從“0”到“1”的重大突破,離不開一支“能打硬仗”的科研鐵軍,項目組與懷柔實驗室湯廣福院士團隊、清華大學曾嶸教授團隊、南方電網饒宏院士團隊構建起“全鏈條協同攻關體系”——通過頂層設計上的戰略聯動、技術研發中的交叉融合、資源配置的高效統籌,形成跨單位、跨學科、跨領域的深度融合創新模式,實現從理論研究到工程應用的全鏈條貫通,為重大項目攻堅注入源源不斷的強勁動能,讓科技創新“關鍵變量”切實轉化為項目突破“最大增量”。
儲能與新型電力系統是能源革命的關鍵支撐技術,是國家布局的戰略性新興產業。下一步,科研團隊將繼續全力攻克制約大型“沙戈荒”新能源基地穩定運行和送出的“卡脖子”難題,聚力協同推動項目實施高質量完成,為我國乃至全球沙戈荒地區大規模可再生能源開發消納開辟全新技術途徑。