?2018年12月25日，迄今為止世界容量最大、電壓等級最多、采用諸多原始自主創新關鍵技術的多端柔性直流配電網工程——珠海唐家灣三端柔性直流配電網工程成功投運！清華大學多項創新技術獲應用！

工程概述

珠海唐家灣三端柔性直流配電網工程建設是依托國家能源局首批“互聯網+”智慧能源示范項目進行，是中國建設直流配電網、推進能源互聯網技術的重要探索。

2016年7月，國家能源局發布《關于組織實施“互聯網+”智慧能源(能源互聯網)示范項目的通知》，廣東電網有限責任公司珠海供電局申請的“支持能源消費革命的城市-園區雙級‘互聯網+’智慧能源示范項目”獲批成為首批55個示范項目之一，并被南方電網公司列為智能電網重點建設項目。

示范項目按照兩級（園區-城市）雙核（唐家、橫琴）開展“基礎物理網絡智能升級”、“能源與信息的深度融合”、“多能協同”、“智慧用能新模式”四大主題示范建設，打造“基礎設施智能化”、“信息流動充分化”、“生產消費互動化”的能源互聯網生態系統。

此次成功投運的唐家灣三端柔性直流配電網工程，是該示范項目“基礎物理網絡智能升級”最為關鍵的部分，是國際首個±10kV、±375V、±110V多電壓等級多端柔性直流配電網工程，也是目前世界容量最大的柔性直流配電網工程。

唐家灣三端柔性直流配電網工程由雞山1換流站（10MW）、雞山2換流站（10MW）、唐家換流站（20MW）采用地下電纜相連接，接入唐家灣科技園的風、光、儲、充以及多元直流負荷，構成多端多層級、可網絡重構的±10kV/40MW柔性直流配電網，實現了多個交流變電站的直流柔性互聯和備用功率支撐，提高了系統供電可靠性。

珠海唐家灣三端柔性直流配電網工程的成功投運是廣東電網公司珠海供電局推進“互聯網+”智慧能源示范項目的重要里程碑，項目全面建成后，可實現示范區內多能流協同能量管理、新能源和儲能靈活接入、需求側主動響應、多能源靈活交易、能源互聯網數據共享，良好構建起面向能源消費革命、具有廣泛示范意義的“互聯網+”智慧能源新模式，為國家能源互聯網戰略落地提供生動示范樣本。

清華大學能源互聯網研究院直流研究中心參與了工程系統規劃、架構設計、工程專題、核心技術研究、關鍵設備研發，突破了柔性直流配電網成套設計技術，自主創新研發了多套±10kV直流核心裝備，包括三端口直流斷路器、IGCT交叉箝位型換流閥。無論定制IGCT器件、裝置原理拓撲先進性，還是系統電壓等級與容量均達到目前國際最高參數水平，攻克了柔性直流配電網關鍵裝備研制難關！

突破柔性直流配電網成套設計技術

雖然國內外在柔性直流配電系統領域的相關技術研究和實驗系統、示范工程已逐步開展，但大都處于一般性探索階段，并未對其規劃設計、協調控制和控制保護等問題進行深入的研究，缺乏實際應用工程。相比于設計已經典型化、序列化的交流輸配電工程，柔性直流配電設計是個性化的定制過程，其技術核心就是成套設計。

為了實現柔性直流配電網的工程示范應用，直流研究中心集合清華直流領域的優勢科研力量和技術開發力量，聯合廣東電網有限責任公司、廣東省電力設計院，對柔性直流配電技術開展全面攻關，并借鑒特高壓直流工程成套設計經驗，結合柔性直流配電技術特點，開展了針對系統接入、主回路參數設計、絕緣配合設計、控制保護方案等關鍵技術的專項攻關，突破了大容量、多電壓等級柔性直流配電網的成套設計技術。

由直流研究中心參與設計世界上配送容量最大、電壓等級最多、技術最復雜的柔性直流配電網工程———珠海唐家灣三端柔性直流配電網工程的成功投運和多項首創技術的應用標志著我國在柔性直流配電領域實現了國際引領。

世界首套±10kV三端口直流斷路器

唐家灣三端柔性直流配電網工程首次開發并應用了國際領先水平的±10kV三端口直流斷路器，由直流研究中心研發、山東泰開高壓開關有限公司制造。該±10kV三端口直流斷路器可滿足工程對斷路器提出的所有要求，具有開斷迅速、可靠性高、可控性強、支持快速重合閘、運行維護方便等優點，可實現多端換流站的聯絡及一端或兩端故障快速隔離，從而保障系統安全可靠運行。

該斷路器的拓撲創新亮點是：結合耦合負壓型混合式直流斷路器拓撲及多端口直流斷路器拓撲，可在直流斷路器所連接的任一線路發生故障時，將故障電流轉移至一個“共用”主斷開關后實現多路協調開斷，可減少電力電子器件數量30%以上，有效降低直流斷路器的體積和制造成本。

世界首套IGCT交叉箝位型換流閥

唐家灣三端柔性直流配電網工程首次采用直流研究中心提出、北京四方繼保自動化股份有限公司開發制造的IGCT交叉箝位型換流閥。該換流閥基于常規半橋電路拓撲，在兩個相鄰的IGBT子模塊之間串聯接入一個IGCT交叉箝位電路，可實現微秒級故障電流開斷，且可快速恢復運行，大大縮短系統重新投運時間。

該裝置的創新亮點是：應用清華大學與西安派瑞公司合作自主研發的定制化IGCT器件，實現導通壓降最小化，低達0.9V。相較于全橋拓撲換流閥，含IGCT交叉箝位的半橋拓撲換流閥主要優點是功率模塊體積小，整機屏柜緊湊，占地面積小，整機損耗小，是目前額外損耗最小的直流故障清除MMC方案。

結語

珠海唐家灣三端柔性直流配電網工程的成功投運彰顯了清華大學在柔性直流配電領域的系統研究、工程設計、設備集成等核心技術實力，為我國柔性直流配電網的規劃、建設、運行打下了堅實理論和實踐基礎。