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6月24日，全国科技大会、国家科学技术奖励大会和中国科学院第二十一次院士大会、中国工程院第十七次院士大会隆重召开。2023年度国家科学技术奖共评选出250个项目和12名科技专家。获奖者们锚定科技强国建设目标，坚持“四个面向”、勇攀科技高峰，努力为中国式现代化建设贡献力量。
国家技术发明奖二等奖“柔性直流换流器关键技术及应用”
探索电网调节的新路径
风能、光能等清洁能源由于存在发电波动性和间歇性等短板，大规模并网会影响电网稳定运行。破解这一难题，柔性直流输电技术是重要手段之一。
2004年，时任中国电力科学研究院输配电国家工程中心副主任的汤广福带领研发团队，开启新一代直流输电技术的探索。
汤广福（中）指导团队开展柔性直流输电技术研发。
很长一段时间，应对清洁能源大规模并网接入挑战，国际主流解决方案是国外提出的轻型直流输电技术。该技术不依赖电网电压换相、控制更灵活，但电压低、容量小，无法满足千兆瓦级跨区域输电需求。
有没有更好的实现路径？研发团队意识到，模块化多电平技术路线或许是个好方法。但该路线仅是一个概念，从电气实现、机械结构、仿真验证到试验方法等均无先例可循。“从搞清原理到工程实现，全靠自己摸索。”国网智能电网研究院总工程师贺之渊回忆。
模块化多电平换流器由数百甚至数千个模块构成，每个模块就是一个小电源，各个模块独立地投入切出控制，既要维持自身的能量吞吐平衡，还要实现整体的交直流变换功能，做好非常困难。
2005年，贺之渊加入团队时，正在中国电力科学研究院攻读博士学位。在汤广福指导下，贺之渊和研究团队在“无人区”摸爬滚打，经过10余次设计迭代、70余次专家评审，首次建立了完备的柔性直流输电技术研究理论体系，攻克了数字电路在高电位场合的高耐压能力和高抗电磁干扰难题，并于2010年成功研制出柔性直流换流阀工程样机。
工程应用，做出样机只是第一步。2011年7月，亚洲首条柔性直流输电工程在上海建成，实现了我国柔性直流输电技术领域零的突破。国家电网有限公司由此成为全球第三家完全掌握柔性直流输电成套设备设计、试验、调试和生产全系列核心技术的企业。
在此基础上，国网智能电网研究院牵头的研发团队，攻关更高参数等级的柔性直流输电装备，朝着千兆瓦级容量的目标进发。多年努力结出硕果：团队揭示了换流器换流机理，提出了动态多物理场综合调控方法，发明了换流器高速精准控制保护技术……一系列重大创新，助推我国在该领域迈向世界前列。
2013年，团队研制出世界首个±320千伏/1000兆瓦柔性直流换流器，破解了柔性直流向千兆瓦级以上容量发展的技术瓶颈。2015年，该产品在厦门±320千伏柔性直流输电科技示范工程中成功应用，为大型城市可靠供电开辟了新途径。2020年，我国建成世界首个±500千伏/3000兆瓦张北柔性直流电网试验示范工程，让“张北的风点亮北京的灯”。
中国柔性直流技术已经走向世界。2022年，国网智能电网研究院牵头的中国团队与国际同行竞技，成功中标±320千伏/1030兆瓦德国BorWin6海上风电柔性直流工程。该工程对系统可用率、平台重量、新型控制策略等方面要求非常严格，团队在价格高于竞争对手的情况下，依靠最高技术评分脱颖而出。
高端输电技术首次进入欧洲市场，印证了我国柔性直流技术及柔性直流换流阀等高端电气设备的竞争力。
贺之渊表示，目前团队正在研发新型柔性直流输电技术。该技术在保留柔性直流输电技术优点的同时，又具备常规输电技术低损耗、高电压、大容量的特点，从而兼具经济性和技术先进性。
“20年来，我国柔性直流输电技术实现了从追赶到引领的跨越式发展。锚定目标，持续攻关，自主创新大有可为，也大有作为。”贺之渊说。
（本文摘编于《人民日报》2024年7月15日19版）
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