突围进行时 | 特高压直流技术打通“沙戈荒”新能源消纳新通道

编者按 

在自治区党委、政府高位推动下，内蒙古以“起跑就领先”的魄力，按下科技“突围”快进键，锚定稀土、储能、氢能、乳业、空天计量等战略领域，以“非常之举”在重点点位上精准落子，让科技创新成为高质量发展的“关键变量” 与“最大增量”。

这里既有“工业维生素”稀土的“精密蜕变”，也有绿电储能的“绿色革命”，更有空天技术的“高度突破”……每一个点位“突围”都在寻找高质量发展的“最优解”。为此，我们特开设“突围进行时”专栏，将目光对准这些滚烫的创新现场，记录“卡脖子”技术突破的艰辛，见证新质生产力破茧的喜悦，倾听科研人员勇立潮头的心声，共同书写北疆大地向新质生产力进军的生动篇章。

在阿拉善乌兰布和沙漠腹地，一片深蓝色“海洋”正悄然改变着大地底色。数万块光伏板如波浪般起伏，将灼热的阳光转化为电流，源源不断输送着绿色电能。

“沙戈荒”地区风能、太阳能资源富集，“风光无限”为新能源发展提供广阔空间。在“双碳”目标推动下，近年来，内蒙古正加紧推进“沙戈荒”大型风电光伏基地项目建设与传统能源产业转型升级，然而，大规模可再生能源经特高压多端直流外送面临诸多技术空白，亟需开展基础理论突破与核心技术创新，为后续示范工程纳入规划建设提供全方位保障。

2024年，自治区科技“突围”工程储能与新型电力系统点位重点专项“大规模可再生能源基地特高压多端直流输电外送关键技术”项目启动实施，项目由内蒙古电力（集团）有限责任公司牵头，联合怀柔实验室、华北电力大学等14家国内优势高校、院所、企业以及4个院士团队、4家全国重点实验室、1家国家工程技术中心等科研力量，聚焦“沙戈荒”腹地百分百新能源大规模远距离外送消纳的“世界性”技术难题，开展技术攻关，建设世界容量最大、结构最为复杂的特高压多端直流输电工程。

“项目将根本性解决‘沙戈荒’特定地理环境下新能源广域深度开发、远距离输送和消纳等关键技术和工程示范问题。”课题负责人刘永江表示，开展“沙戈荒”地区新能源大规模远距离外送消纳对内蒙古建设国家重要能源基地，因地制宜发展新质生产力、抢占未来发展制高点意义重大。

6500V-5000A逆阻IGCT器件

“沙戈荒”地区虽然资源丰富，但是由于无常规电源支撑、规模大电网架构薄弱且远离负荷中心，开发过程中面临着诸多挑战，技术研发团队针对大规模广域多类型可再生能源基地外送需要，深入研究特高压多端直流系统的拓扑构建理论体系，整合形成涵盖主接线设计、主回路参数以及控制策略优化等核心技术的直流拓扑方案，攻克无常规电源千万千瓦级新能源自组网技术，同时，团队以直流输电通道年利用小时数不低于4500小时为约束，综合考虑设备投资成本、运维费用等经济性要素，创新性地提出充分考量可再生能源出力特性的多类型电源容量优化配置方案，首创适用于6.5kV逆阻型IGCT的双面质子辐照、160μm超缓结深、边缘门极结构等8项技术，为千万千瓦级新能源基地安全可靠超远距离送出提供技术支撑。

5kA阀组件装配、试验

“特高压混合换相换流器，在继承常规直流换流阀高可靠性、低成本、高效率优势的同时，彻底解决常规直流输电换相失败固有难题。”课题负责人屈鲁介绍，科研团队开发适应混合换相换流器全工况新型阀基电子系统和高可靠阀控系统，研制成功世界首台特高压混合换相换流阀，目前该产品已在华中-西北联网工程改造等工程中应用，下一步，将全面应用于内蒙古100%新能源送出的特高压直流输电工程。

5000A HCC阀模块

从“0”到“1”的重大突破，离不开一支“能打硬仗”的科研铁军，项目组与怀柔实验室汤广福院士团队、清华大学曾嵘教授团队、南方电网饶宏院士团队构建起“全链条协同攻关体系”——通过顶层设计上的战略联动、技术研发中的交叉融合、资源配置的高效统筹，形成跨单位、跨学科、跨领域的深度融合创新模式，实现从理论研究到工程应用的全链条贯通，为重大项目攻坚注入源源不断的强劲动能，让科技创新“关键变量”切实转化为项目突破“最大增量”。

储能与新型电力系统是能源革命的关键支撑技术，是国家布局的战略性新兴产业。下一步，科研团队将继续全力攻克制约大型“沙戈荒”新能源基地稳定运行和送出的“卡脖子”难题，聚力协同推动项目实施高质量完成，为我国乃至全球沙戈荒地区大规模可再生能源开发消纳开辟全新技术途径。