這是電力史上前所未有的壯舉，也是世界上投資規(guī)模最大的柔性直流輸電工程。

　　跨越山和大海，也跨過人山人海，從西藏到廣東，穿越超高海拔、雪山凍土和無人區(qū)，穿過繁華的都市，一條橫貫中國的電力大通道——藏粵直流工程，9月16日正式宣布開建！

　　雪山連燈火

　　兩年勘探為世紀工程開路

　　7.5公里，29天。這是藏粵直流工程云南段最早開始踏勘的一段線路，也是難度最大的一段線路。

　　藏粵直流工程是我國首個跨過青藏高原、云貴高原和華南丘陵三級地理階梯的特高壓工程，從西藏察瓦龍到廣東珠三角，翻雪山、穿峽谷，把青藏高原的光與水等清潔能源，送到嶺南的“世界工廠”。

　　其中的怒江大峽谷位于滇藏交界地，是這條“電力天路”踏進云南的第一站，周圍群山平均海拔超過2000米，山高谷深，一年里大雪封山四個月，屬于真正的“無人區(qū)”。穿越這片“無人區(qū)”，需要考慮到生態(tài)、地形、土質(zhì)等各種復雜情況，開展項目前期的工程踏勘。

　　2023年6月8日，高山積雪初融，南方電網(wǎng)高壓大理局基建部的徐武輝接到任務：進怒江大峽谷，為藏粵直流工程云南段第一座塔基“踩點”。帶著可研、設計、測量、環(huán)保等專業(yè)技術(shù)人員10人，徐武輝從臘嘎共包山山腳下秋那桶村鉆進了沒有路的山里，靠當?shù)卮迕駧е车丁⒈持澈t開路，從山腳下一路往上爬。

　　徐武輝介紹，山路陡峭，很多地方需要用到繩索，一邊拉一邊走。在山上，傾盆的雨水把方便面也變成了面糊；踏勘到4100米峰頂，暴雨夾冰雹砸得儀器“抬不起頭”；營地的不遠處，甚至還碰到過熊，“那一個月過的就是野人一樣的日子，下山的時候都認不出自己來了。”徐武輝如今笑著回憶。

　　2023年7月6日，隊員們終于把最后一份巖芯裝進密封袋，標記編號“N7”。7.5公里線路、21基鐵塔的踏勘工作量，放在平常的工作環(huán)境中，3—5天就可以全部完成。但這次，這支隊伍足足花了29天。通過地質(zhì)條件、地災評估、環(huán)保復核，隊伍共采集原始數(shù)據(jù)1.5萬個，為后續(xù)索道架設、施工平臺搭建、張牽場選址等收集矢量數(shù)據(jù)，給林地調(diào)規(guī)、專題報告編制提供了詳實的數(shù)據(jù)支撐，同時也為工程投資建設提供依據(jù)。

　　下山路上，徐武輝回頭望，無人區(qū)的雪山云霧翻涌，像一條白色哈達。“我們把光送向遠方，雪山把燈火留給我們。”徐武輝在筆記本上寫下這樣一行字，悄悄地把微信昵稱改為“4100”。

　　2025年，歷經(jīng)電力工作者多次實地踏勘，藏粵直流工程在云南、廣西、廣東規(guī)劃設計的4300多基鐵塔全部完成最終勘定。地圖上密密麻麻的坐標點位，將在未來幾年“種”下巍巍鐵塔，通過電力銀線，跨越千里送電。

　　點亮科技樹

　　占據(jù)國際電力工業(yè)領域制高點

　　藏粵直流工程創(chuàng)下了多項世界之最——這是目前世界上輸電能力最強、技術(shù)水平最先進、投資規(guī)模最大的柔性直流輸電工程。

　　但也毫無疑問，這一項超過2600公里的超遠距離特高壓柔性直流工程，輸電容量大、輸電端數(shù)多、輸電距離遠，要面對疊加復雜交流大電網(wǎng)和超高比例電力電子系統(tǒng)場景，電力送出工程面臨一系列難題。

　　在云南迪慶，為了摸清楚電場的“脾氣”，科研人員需要在3000米以上海拔的長空氣間隙放電真型試驗。高海拔地區(qū)的自然條件給試驗帶來了難以想象的困難。氧氣含量低、晝夜溫差大、紫外線強、風速考驗，加上試驗窗口期短、數(shù)據(jù)要求高，南網(wǎng)科研院黨委成立南網(wǎng)科研院攻關團隊在這樣的環(huán)境下累計開展并完成棒板、球板、均壓環(huán)對地等試驗項目23大類、114組試驗、沖擊放電3000余次，獲得了寶貴的高海拔放電硬核試驗數(shù)據(jù)。

　　在廣東東莞，中國散裂中子源靶站大廳。一群平均年齡30歲左右的年輕科學家，全神貫注地投入到大氣中子加速輻照實驗中。我國西藏地區(qū)平均海拔普遍較高，宇宙射線大氣中子通量可達到平原地區(qū)的20倍以上，如果繼續(xù)采用平原地區(qū)的工作電壓，運行中的功率器件就可能受到宇宙射線大氣中子的輻射影響發(fā)生功能失效問題。然而，國內(nèi)外相關數(shù)據(jù)卻比較匱乏。這一知識空白無疑給藏粵直流工程的設計與建設帶來了巨大挑戰(zhàn)。

　　為此，南網(wǎng)科研院派出科研人員多次前往東莞中國散裂中子源開展大氣中子加速輻照試驗。“我們利用國家大科學裝置——散裂中子源中的大氣中子加速輻照試驗平臺，加速模擬宇宙射線進入大氣層后產(chǎn)生的大氣中子輻照環(huán)境，使換流閥核心功率器件在幾個小時的內(nèi)輻照到數(shù)十年的中子計量，快速模擬它們在高海拔環(huán)境下的運行狀態(tài)。”南網(wǎng)科研院團隊骨干楊柳說。

　　實驗室中，團隊成功驗證了高海拔大氣中子導致的功率器件隨機失效率增加的現(xiàn)象，為藏粵直流工程中高海拔柔性直流換流閥設計提供了寶貴數(shù)據(jù)和重要指導。

　　這樣的場景，發(fā)生在藏粵直流開工前的沿線各地，項目團隊最終成功攻克了直流設備制造、外絕緣、空氣凈距、電磁環(huán)境等領域的一系列關鍵核心技術(shù)，在世界上首次實現(xiàn)千萬千瓦級超遠距離多端柔性直流交直流故障穿越等多個突破，推動大功率半導體器件、大容量換流閥、換流變壓器等全套特高壓核心裝備首次進入4000多米超高海拔，進一步擴大我國在電力領域的國際領先優(yōu)勢。

　　“要以科技創(chuàng)新引領藏粵直流工程建設，占領特大型電網(wǎng)和特高壓直流新技術(shù)的制高點，回答好能源電力充足供應和綠色低碳發(fā)展的時代考題。”中國工程院院士、中國南方電網(wǎng)有限責任公司首席科學家饒宏說。

　　打通大循環(huán)

　　大電網(wǎng)時代拉開序幕

　　“藏粵直流開工建設，西部的清潔能源將以更大規(guī)模持續(xù)輸送到粵港澳大灣區(qū)、海南自貿(mào)港等負荷中心。”中國南方電網(wǎng)公司董事長、黨組書記孟振平表示。

　　近年，我國風光裝機容量歷史性超過火電，新能源的“半壁江山”下，大電網(wǎng)時代已經(jīng)正式拉開帷幕。

　　電力王國正重新織就經(jīng)緯，作為目前世界上輸電能力最強、技術(shù)水平最先進、投資規(guī)模最大的柔性直流輸電工程，藏粵直流工程的建設不僅將進一步優(yōu)化全國生產(chǎn)力布局，推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，還將為我國新型能源體系的構(gòu)建注入強大動力。

　　從經(jīng)濟地理角度來看，我國能源資源與需求呈現(xiàn)出明顯的逆向分布特點，能源輸送總體維持自西向東、自北向南的基本格局。西藏是我國重要的清潔能源基地，擁有豐富的水電資源和新能源。而粵港澳大灣區(qū)則是我國開放程度最高、經(jīng)濟活力最強的區(qū)域之一，同時也是重要的用電負荷中心。

　　依托藏粵直流工程這條綠電輸送“大動脈”，西藏的清潔能源將直達大灣區(qū)。根據(jù)規(guī)劃，配套電源全部建成投產(chǎn)后，藏粵直流工程每年將輸送430億千瓦時的清潔能源，可提升廣東省可再生能源電力消納責任權(quán)重3.8個百分點，為廣州、深圳兩座超大城市各增加供電能力500萬千瓦，為粵港澳大灣區(qū)提供強有力的清潔電力支撐。

　　更重要的是，在未來，藏粵直流工程將為后續(xù)藏東南地區(qū)水電及大規(guī)模新能源開發(fā)和外送奠定堅實基礎，進一步暢通全國能源電力大循環(huán)。

　　此外，藏粵直流工程也是我國首個跨經(jīng)營區(qū)的特高壓直流輸電工程。該工程的建設推動了中國南方電網(wǎng)有限責任公司和國家電網(wǎng)有限公司簽署了《跨經(jīng)營區(qū)直流輸電工程戰(zhàn)略框架合作協(xié)議》，對統(tǒng)籌優(yōu)化全國能源電力資源配置，實現(xiàn)兩大電網(wǎng)優(yōu)勢互補、合作共贏具有重要意義。

　　“藏粵直流公司肩負工程建設運維的使命，積極探索兩大電網(wǎng)公司合作的新模式，充分融合雙方的技術(shù)優(yōu)勢和管理經(jīng)驗，與設計、施工、廠家等合作單位構(gòu)建全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同聯(lián)動機制，高標準、高質(zhì)量突破高海拔極端環(huán)境施工、多端柔直協(xié)同控制等世界級技術(shù)難題，打造央企合作典范。”中國南方電網(wǎng)有限責任公司工程建設部副總經(jīng)理、廣東藏粵直流電力運營有限公司董事長董言樂表示，藏粵直流工程的建設，不僅是我國能源電力領域的一項重大創(chuàng)新實踐，更是我國推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的重要舉措，將為我國能源電力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入新的活力，為實現(xiàn)國家“雙碳”目標貢獻重要力量。

　　相隔2681公里，西藏的綠電跨越山海，與粵港澳大灣區(qū)攜手相牽，這一條能源大動脈，牽引著清潔低碳、安全智能的全球電力未來。

　　攻關團隊耗時三年

　　為輸電系統(tǒng)打造一顆堅強“心臟”

　　柔性直流換流閥堪稱柔性直流輸電系統(tǒng)的“心臟”，然而，它有時會遇到“能量爆棚”的麻煩——受端交流電網(wǎng)發(fā)生短路故障時，大量盈余能量會不斷進入換流閥功率模塊，導致直流系統(tǒng)因過電壓閉鎖，威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。這種問題在輸電容量達到1000萬千瓦、輸電距離超過2600公里的藏粵直流工程中尤為明顯。

　　“打個比方，當?shù)缆飞贤蝗话l(fā)生嚴重車禍時，大量車流就會瞬間擁堵，交通壓力急劇升高，導致交通癱瘓。這時我們就需要開一條支路，幫助紓解這種壓力。”南方電網(wǎng)攻關團隊成員趙曉斌說。

　　傳統(tǒng)的柔直系統(tǒng)普遍采用集中式直流耗能裝置，雖然也能實現(xiàn)受端電網(wǎng)交流故障穿越，但存在占地面積大、成本高等問題，不利于大規(guī)模新能源高效輸送。為適應發(fā)展需求，中國南方電網(wǎng)有限責任公司聯(lián)合科研單位、國內(nèi)高校、設備廠商攻關，共同踏上了自主研發(fā)之路。

　　團隊首次提出全新的能量自平衡柔性直流換流閥拓撲結(jié)構(gòu)，即在現(xiàn)有的換流閥功率模塊中增加一個包含電子開關和電阻的能量自平衡支路，為柔性直流輸電系統(tǒng)打造一顆堅強“心臟”——如果系統(tǒng)故障，盈余功率導致功率模塊電壓抬升時，該支路開關就會閉合，盈余功率通過電阻得到泄放，功率模塊電壓降低，保障系統(tǒng)安全。

　　但是，需要什么樣的開關和電阻？“那段時間，我們就像在迷宮里找出口。”團隊骨干周月賓回憶，“我們想出個‘笨辦法’：把上百種可能出現(xiàn)的電網(wǎng)故障情況全都輸入電腦，用仿真軟件一遍又一遍模擬。”有時候仿真要“跑”上一整天，團隊成員就守在電腦前，盯著屏幕上跳動的數(shù)據(jù)，困了就輪流趴在桌上瞇一會兒。經(jīng)過無數(shù)次嘗試，他們逐漸摸清了開關和電阻的使用邊界和設計原則，提出了開關和電阻的參數(shù)選型及投退策略，為能量自平衡換流閥裝備研制打下基礎。

　　歷時3年，團隊攻克了特高壓超長距離和新能源接入柔性直流輸電系統(tǒng)的能量快速平衡關鍵技術(shù)難題，研發(fā)出世界首套能量自平衡柔直換流閥，以更緊湊、更經(jīng)濟、更安全的方式實現(xiàn)受端交流電網(wǎng)故障全穿越。

　　南方電網(wǎng)超高壓公司特級專業(yè)技術(shù)專家任成林介紹，依托本工程與國家科技重大專項，中國南方電網(wǎng)有限責任公司組建了產(chǎn)學研團隊，開展大規(guī)模新能源與柔性直流組網(wǎng)、超遠距離送出與安全消納以及柔性直流主動支撐電網(wǎng)等關鍵技術(shù)研究，保障直流安全穩(wěn)定運行；開展直流主設備技術(shù)攻關，自主研制出基于6.5千伏、3千安IGBT功率器件柔直閥、能量自平衡換流閥、全力攻關多端柔性直流控制保護核心技術(shù)，帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新。