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张北柔直工程：2项世界纪录揭示绿电大规模消纳的创新路径
日前，张北柔直工程中的中都换流站正在进行年度检修。这项工程在新能源领域创造了2项世界纪录，成为全球瞩目的焦点。它就是张北柔性直流电网工程，通过技术创新，实现了大规模绿电的消纳与高效输送。
在0月3日这一天，张北柔直工程的中都换流站主控室大屏幕上，全站向北京输送的绿电功率数持续以千分之一秒的速度刷新，达到了兆瓦、兆瓦等惊人数字。这一成就不仅彰显了工程的强大实力，更印证了“张北的风点亮北京的灯”的壮举。
值得一提的是，这项工程不仅助力了北京冬奥会实现全时段00%绿电供应的历史性时刻，还创造了多项世界纪录。截至0月3日，张北柔直工程已安全稳定运行了天，累计向京津冀地区输送了超过亿千瓦时的绿电，为区域绿色发展贡献了巨大力量。
在中都换流站站长王大中看来，这些数据的背后，是冀北电力人的不懈创新与卓越创造。从年初工程开工建设至今，他们克服了重重技术难题，成功新建了中都、康巴诺尔、阜康和延庆四座换流站及±千伏直流输电线路，打造了世界首个四端柔性直流电网工程，展示了我国在新能源技术领域的领先地位。
为何要组建柔性直流电网？新能源的随机性、波动性特征给其大规模并网消纳带来了世界级难题。王大中打了个生动的比方：“交流输电好比公路，常规直流输电如同铁路，而柔性直流输电则相当于高铁。高铁的快速响应、高可控性和强大适应性使其成为驾驭新能源的关键技术。”
在筹备阶段，国网冀北电力有限公司超高压分公司广泛招募骨干人员。拥有丰富变电运维经验的王大中毫不犹豫地报名，投身于张北坝上的工程建设中。
张北地区“一场风，从春刮到冬”的风电资源优势带来了严峻的考验。在工程初期，白天零下二十多摄氏度，晚上更是零下三四十摄氏度，冻土深度达6米，使得桩基施工异常艰难。然而，建设者们凭借坚韧不拔的精神，历时4个月完成了根桩的施工任务。
更大的挑战在于核心技术的研发。日前，张北柔直工程中都换流站正在进行换流阀的年度检修工作。在这一工程中，许多设备都是世界首台首套，因此面临着缺乏现成经验的挑战。作为直流电和交流电相互转换的关键设备，柔性直流换流阀被誉为张北柔直工程的“心脏”，其技术含量和研发难度堪称工程之最。
经过数百张图纸的绘制、数十份报告的提交以及数百次试验的研制，研发团队终于成功研制出±千伏/兆瓦级的柔性直流换流阀。在中都换流站的换流阀厅内，高大的换流阀阀塔静静矗立，每一座阀塔都由32个子模块精心组成，全站共计24座这样的阀塔。每个子模块都能实现独立控制，即便部分子模块出现损坏，“心脏”依旧能保持稳定运行。
然而，要实现成网运行，必须考虑故障情况下的处理策略。金海望，国网冀北电力有限公司的高级专家，指出故障电流的应急处置是面临的又一重大挑战。当电网系统发生故障时，会瞬间产生巨大的故障电流，这要求在极短时间内将其切断。为此，研发团队自主研制了世界上首批最高电压等级的直流断路器，能够在3毫秒内迅速分断超大的直流故障电流，同时具备重新合闸功能，确保电力输送不受中断。
张北柔直工程不仅对每一个细节都要求精确无误，更是一次对超级工程的完美诠释。在数百天的艰苦努力中，金海望带领团队成员仔细检查了3座换流站的每一个角落，完成了30万个螺丝的紧固工作。他回忆起坝上冬天的严寒夜晚，换流站灯火辉煌如璀璨星辰的场景，更是深深印刻在他的脑海中。
年6月29日，张北柔直工程顺利投入运行，共创造了2项世界第一的壮举。其中包括研制出世界上最高功率的绝缘栅双极型晶体管（IGBT）器件，填补了国内先进功率半导体器件的空白；安装了世界最高电压等级、最大输送能力的直流电缆；构建了全球首个实现风、光和储能多能互补的直流电网等。这一系列的成就，不仅彰显了中国在新能源领域的实力与影响力，更为全球能源互联网的发展贡献了中国智慧与力量。每一项技术的突破，都凝聚了中国电力人的辛勤付出与智慧。张北柔直工程不仅荣获了中国工业大奖和国家优质工程奖，更构建了一套完整的技术标准体系，推动了我国电网技术与装备制造的升级。自投运以来，该工程在核心技术上持续突破，数字孪生技术、数字换流站、可视化设备、无人机巡检以及“空天地一体化”巡检等创新技术的运用，为绿色电力进京提供了有力支撑。近日，在张家口崇礼举办的新型电力系统发展论坛上，国网冀北电力有限公司董事长、党委书记张玮的发言引人注目。他强调，在新型电力系统建设过程中，必须强化过程管理，汇聚各方力量，持续推动技术升级。未来，冀北电力计划依托张北柔直工程，建设张家口构网型多端柔直科技示范工程，通过攻克关键核心技术，打造全球首个单阀厅容量达3吉瓦的紧凑型、构网型柔性直流输电示范项目。
