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弘扬科学家精神｜勇闯直流输电技术“无人区”

2026-02-03

中国电源产业网

导语：1月30日，中国电力科学研究院有限公司高压直流输电技术与装备创新团队在实验室开展±800千伏可控换相换流阀特殊功能测试，推动特高压可控换相换流阀工程化应用进程。

1月30日，中国电力科学研究院有限公司高压直流输电技术与装备创新团队在实验室开展±800千伏可控换相换流阀特殊功能测试，推动特高压可控换相换流阀工程化应用进程。

中国电科院高压直流输电技术与装备创新团队组建于2008年，是一支深耕高压直流输电关键技术研发、高端装备研制与工程化应用的专业团队。多年来，为了实现清洁能源安全、高效、远距离输送，团队立足课题攻关前沿，在国家电网有限公司首席专家、中国电科院副院长贺之渊的带领下，面向国家重大战略需求，抢占科技竞争和未来发展制高点，大力弘扬科学家精神，刻苦钻研以柔性直流输电为代表的新一代直流输电技术，勇闯科研“无人区”，完成了一场从追赶到并跑再到领跑的跨越。

团队累计获得国家技术发明奖二等奖3项、中国专利金奖1项、省部级科技奖励14项，入选科技部“国家重点领域创新团队”，获评中央企业优秀科技创新团队、全国专业技术人才先进集体、中央企业先进集体等荣誉称号。

团队分析可控换相换流阀在葛南直流输电改造工程分系统联调试验中的波形。

瞄准制高点勇闯“无人区”

20世纪末，全球能源转型加速，柔性直流输电技术以卓越的经济性与灵活性，引起欧美各国的高度重视。对于中国而言，这是一条必须抢占的赛道。

面对国内迫切需要、国外技术引进难的双重压力，团队深刻认识到：唯有自主创新才能突破重围。一穷二白起步，没有资料，团队就从基础原理和零星文献开始重新推导；没有方案，就自己搭建仿真平台，在无数可能性中寻优；没有部件，便携手国内厂家，从零开始设计……实验室的灯常常彻夜通明。

历经10余次设计迭代、百余次专家评审，2010年，团队攻克了一系列世界级难题，开辟出全新的模块化多电平技术路线，并在国内首次建立了完备的柔性直流输电技术研究理论体系，成功研制出国内首台柔性直流换流阀样机。

2011年7月，由团队自主建设的亚洲首个柔性直流输电工程——上海南汇风电场柔性直流输电工程投运，实现了我国在该领域基础理论、关键技术、工程示范等方面“从0到1”的全链条突破。公司成为全球第三家完全掌握该核心技术的企业。此后，模块化多电平换流器拓扑逐渐成为国内外柔性直流输电工程的主流技术路线。

团队向着更高电压、更大容量的科技高峰持续攀登。厦门柔性直流输电科技示范工程与渝鄂直流背靠背联网工程在电压等级和输送容量上接连刷新世界纪录，实现我国柔性直流输电技术的新跨越。2020年，团队成功攻克直流断路器等组网核心技术，支撑公司建成世界首个柔性直流电网工程——张北柔性直流电网示范工程。该工程创下12项“世界第一”，为新能源大规模并网消纳提供了可靠的“中国方案”。

坚定“走出去”树立中国标杆

当柔性直流输电技术在国内应用逐步成熟，团队将目光投向了更广阔的世界。“让中国高端输电技术‘走出去’，为全球能源转型贡献‘中国智慧’，成为我们团队新的目标。”贺之渊说。

国际高端市场竞争激烈，“中国技术”面临一些质疑与观望。团队毫不气馁，深入研究国际标准与客户需求，持续打磨方案，用实力与诚意逐步赢得海外业主信任。

2022年，团队与多家跨国公司的团队同台竞技，以“技术第一、商务最优”的优势成功中标德国BorWin6海上风电柔性直流输电工程，打破了跨国集团对全球市场的长期垄断。这是我国高端输电技术首次进入欧洲市场，标志着我国柔性直流技术及装备具备了国际领先的核心竞争力。

BorWin6工程在系统可用率、平台紧凑化设计以及新型构网型控制策略等方面均提出了较以往更为严格的技术要求，集中体现了当前柔性直流输电领域的最高技术水准。

BorWin6柔性直流换流器。

团队扎实推进各项里程碑工作，自主研发的装备取得重大突破。针对海上运输应用场景，团队打造了兼具轻量化与高可靠性的紧凑型柔性直流换流阀，多项技术指标达到国际领先水平。面对构网控制的新需求、新难题，团队提出了基于直流电压虚拟同步的无电流内环构网型控制策略，研制出国际首个用于海上风电送出的构网型柔性直流控保装备。面对跨国公司严密的知识产权壁垒，团队另辟蹊径，创新技术路线，自主研发混合式直流耗能装置，实现核心技术的自主突破。

2024年10月29日至11月6日，团队研发的紧凑型柔性直流换流阀、混合式直流耗能装置，在德国业主公司专家团队的见证下，以高于国际电工委员会标准的技术指标完成全部型式试验。同期，构网型柔性直流控保装备通过上千项严苛的厂内试验，性能得到全面验证，标志着该技术实现了从理论到应用的关键跨越。目前，所有核心设备均已通过德方验收，并已进入现场安装调试阶段，为BorWin6工程按期投运提供关键技术支撑。

潜心探索攻克世界级难题

如果说柔性直流技术是为电网注入“柔性”智慧，那么团队攻克的另一项技术——可控换相换流阀（CLCC）技术，则是针对传统直流输电“心脏缺陷”进行的一场根治手术。

在传统直流输电系统中，作为“心脏”的换流阀依赖电网电压完成换相。这一技术特性可能引发一定的风险：电网一旦受到扰动引发换相失败，将导致功率传输中断。“破解换相失败难题，保障电网安全稳定运行，我们责无旁贷。”团队成员、中国电科院直流所所长高冲说。

2017年，团队全面梳理当时学术界提出的上百种方案，发现这些方案在“彻底解决问题”与“工程可行性”之间，存在难以调和的矛盾。经过深入论证，团队最终做出了一个决定：放弃在原有技术框架内进行修补，转而从电路理论的源头出发，探索一条颠覆性的创新之路。

历经长达数年的潜心探索与反复推演，团队于2019年在换相电压构建机理方面取得关键突破。他们创新性地将全控型器件和半控型器件相结合，提出CLCC技术，从根本上让直流输电系统对换相失败产生“免疫”。

理论突破后，更艰难的是实现工程应用。2022年2月，可控换相换流阀成功中标±500千伏葛洲坝—南桥直流输电改造工程。为了保障可控换相换流阀的可靠应用，团队吃住在实验室，两个月内完成三次重大设计迭代并通过评审，完成全部样机摸底试验。2022年10月，团队研制出±500千伏/1200安培葛南直流输电改造工程可控换相换流阀产品，并一次性通过全部48项电气型式试验、226项控制验证试验。

2023年6月，由我国提出并自主研发的全球首套可控换相换流阀在葛南直流输电改造工程中实现示范应用。同年7月，“可控换相换流阀关键技术及产品研制”通过了由10位院士领衔的专家组鉴定，被认定为“可根本解决常规直流系统换相失败问题”。

如今，团队已成长为我国直流输电领域的中坚力量。团队中，年轻科研人员干劲十足大胆创新，专家前辈言传身教带头攻关，以实际行动弘扬科学家精神，为加快构建新型电力系统、推动能源强国建设贡献智慧和力量。（来源：国家电网报）

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