大湾区直流背靠背广州工程：优化电网结构，提高供电能力

　　4月8日，羊城晚报全媒体记者从广州供电局获悉，由该局承建的多项世界领先技术的大湾区直流背靠背广州工程（以下简称“广州工程”）正式投产运营，它与正在建设的大湾区直流背靠背东莞工程（以下简称为“东莞工程”）同为广东目标网架建设的重要组成部分。此系列工程建成后，将从根本上化解大面积停电等问题，实现广东电网电力供应能力翻倍，显著提升电网配置能力。

　　破解三大难题，对电网发展意义重大

　　记者了解到，目前大湾区直流背靠背工程主要分为两个部分：广州工程，连接珠西北区域电网、珠东北区域电网；东莞工程，连接珠西南区域电网、珠东南区域电网。大湾区直流背靠背整体工程将于5月30日投产。

　　系列工程建成后，将从根本上化解广东电网短路电流超标、多直流落点风险、大面积停电三大问题，显著提升广东电网电力供应和配置能力。预计2022年将支撑西电东送电量不低于1883亿千瓦时，广东省东西部电力交换能力由410万提升至1000万千瓦。

　　“这是世界上第一个把柔性直流用到解决系统安全稳定运行方面的项目。”中国工程院院士、南方电网公司专家委员会名誉主任委员李立浧说，广州、东莞工程建成以后，可以系统性地解决短路电流超标的问题，给电网的安全稳定提供有力支持，实现广东电网电力供应能力翻倍。

　　李立浧称，这标志南方电网公司在柔直技术领域继实现并掌握其在主电网应用、特高压多端柔性直流技术后，再次在控制系统方面实现长足进步。“广东电网将成为一个异同步电网，这是世界上第一次用这个名字，对世界电网的发展都很有意义”。

　　大电网“变身”多个小电网

　　粤港澳大湾区是我国开放程度最高、经济活力最强的地区，同时也是华南电力负荷最为集中的区域——珠三角地区负荷占广东全省负荷的77%。

　　同时，随着国家“双碳”战略的推行，具有随机性、间歇性、波动性特征的新能源将大规模并网，分布式能源系统、电动汽车、储能等交互式能源设施广泛接入，将从发输配用各个环节深刻影响电力系统运行。

　　直流受电规模高、负荷密度大、500千伏电网密集、新能源大量接入，都让电网存在一定的风险：500千伏变电站与输电线路特别密集，极易造成电网短路。同时，作为我国接受西电东送规模最大的省级电网，一旦“支流”堵塞，就会造成“干流”水位暴涨，最终“洪水泛滥”。

　　因此，连接不同区域电网的柔性直流背靠背工程，为广东电网安全稳定运行提供重要支撑。该系列工程建成后，在大湾区内部，原本连成一片的大电网将分解为多个不同步的小区域电网，彼此之间有“防火墙”避免“火烧连营”：一个小区域出现故障，可以快速隔离，将停电控制在小区域。

　　“此外，还将在粤东、粤西之间建设柔性直流背靠背工程，实现广东东西互联，再将大湾区电网、粤东、粤西分割成三个彼此联通、但互不影响的区域电网。”广东电网基建部总经理告诉记者，这种把交流电力系统通过直流实现相互独立联网，就像“背靠背”的两个人平时彼此支援，遇到无法排除的故障又可“随时放手”，避免大面积停电。

　　实现一系列技术突破与创新

　　据介绍，广州工程位于广州市增城区，2020年12月30日开工建设，总投资约42.5亿元，仅用了15个月就完成施工。

　　“该工程实现了一系列技术突破与创新，拥有世界上控制链路延时最短的柔性直流换流站。”该工程项目经理朱博说，与交流电网发生高频谐振是柔性直流的重要运行风险，工程把链路延时控制在200微秒以内，是世界最低水平，结合控制策略优化，能够有效消除工程面临的谐振风险。

　　同时，因工程项目毗邻居民小区，在建设中首次采用柔直变压器水冷却、户内布置的设计方案，降低能耗的同时，也实现了全站噪声小于48.5分贝，达到国际领先水平，打造“超静音”换流站。工程邀请曾设计新白云机场的陈雄设计师团队对外立面进行优化设计，实现建筑功能与形象外观的高度结合，打造具有识别性的整体环境形象，与周边居民环境充分融合。

　　值得一提的是，广州工程还首次实现工程应用绝缘栅双极型晶体管（以下简称IGBT）器件国产化比例大幅提升至50%，彻底解决以往工程中IGBT进口依赖的难题。朱博说，IGBT是能源变换与传输的核心器件，被誉为电力电子装置的“CPU”。

　　南方电网公司的技术攻关团队在国内首次研制出了全国产柔性直流换流阀阀段，实现了柔性直流换流阀核心组件包括IGBT、电容器、IGBT驱动板、二次板卡芯片的完全自主可控，并在大湾区直流背靠背广州工程实现首次试用。