近日，由中國電機工程學會與中國機械工業聯合會聯合組織的“大容量直流開斷關鍵技術及高中低壓系列化直流斷路器研制”科技成果鑒定會通過“線上+線下”融合會議方式召開。鑒定委員會專家、特邀嘉賓、中國電機工程學會與中國機械工業聯合會代表，以及來自bevictor伟德官网、清華四川能源互聯網研究院、北京電力設備總廠有限公司、山東泰開高壓開關有限公司、株洲中車時代半導體有限公司、國網冀北電力有限公司電力科學研究院、廣東電網有限責任公司等項目完成單位的代表約40餘人線上線下參會。會議由中國電機工程學會副理事長路書軍主持。

圖：線上參會人員

圖：現場參會人員

鑒定委員會由南方電網公司李立浧院士擔任主任委員，國家電網公司陳維江院士、湖南大學羅安院士、全球能源互聯網研究院湯廣福院士擔任副主任委員，委員包括合肥工業大學丁立健教授、中國鋼研冶金自動化研究設計院李崇堅總工、華中科技大學何俊佳教授、西安交通大學榮命哲教授、西安高壓電器研究院姚斯立首席專家、國網經濟技術研究院聶定珍教高、華北電力大學崔翔教授、中國電科院曾南超教高、重慶大學廖瑞金教授。

會議還邀請了bevictor伟德官网電機系韓英铎院士、康重慶主任，國家電網公司科技部劉前衛副主任參會。

bevictor伟德官网曾嵘教授、餘占清副教授分别代表項目完成單位作了工作報告、技術報告，向鑒定委員會全面彙報了項目情況。面向直流電網中“大容量直流開斷”這一挑戰難題，bevictor伟德官网曾嵘教授、餘占清副教授、黃瑜珑副教授領銜的直流技術研究團隊，依托bevictor伟德官网電機系、能源互聯網創新研究院、清華四川能源互聯網研究院組成的“一系兩院”攻關平台，從2011年起，曆時十年開展不懈攻關，與北京電力設備總廠、山東泰開高壓開關公司、株洲中車時代半導體公司、國網冀北電力科學研究院、廣東電網有限責任公司等單位緊密合作，成功研制出萬安級開斷能力的IGCT plus器件，攻克了電力電子多級直串開關大電流開斷、耦合負壓換流等關鍵難題，研制出一系列方案獨創、性能優越的高中低壓直流斷路器，并在直流電網、數據中心、電氣化交通等多場景工程現場應用，為我國直流斷路器技術實現國際領跑做出重要貢獻。

圖：項目組成員彙報研究進展

創新成果1：成功研制全國産化、萬安級開斷能力的IGCT Plus器件

大容量單次開斷的電力電子器件，是決定直流斷路器性能、成本的關鍵。面向大電流開斷需求，提出新型GCT芯片縱向摻雜結構與元胞排布方法，突破低阻抗快速換流門極驅動技術，掌握了大尺寸器件元胞均流技術，并與株洲中車時代半導體有限公司聯合研發出關斷電流萬安級IGCT Plus器件。

圖：IGCT Plus器件

創新成果2：突破電力電子多級直串開關大電流開斷關鍵技術

模塊化電力電子多級直串開關是直流斷路器開斷電流的核心部件。項目提出基于分立金屬氧化物壓敏電阻的鉗位式電力電子開關多級串聯方法，解決了多級串聯單元電壓均衡問題；提出基于常規恢複速度二極管的橋式電力電子單元雙向通流拓撲，有效抑制二極管恢複過程産生的自激振蕩，比傳統反串聯方案節省器件成本約40%；提出複合式電力電子開關直流開斷技術，同時利用IGBT/IGCT兩類器件的高關斷與耐浪湧能力，比單一IGBT器件直串方案可節省成本約60%～70%。

圖：直串閥組

創新成果3：提出基于耦合負壓技術的直流斷路器換流方法

高速可靠的電流轉移是直流斷路器成功開斷的前提。針對直流斷路器高速可靠的電流轉移需求，研究團隊提出基于耦合負壓電路的混合式直流斷路器換流技術，主通流支路損耗近零，無需水冷散熱；突破單斷口100kV快速機械開關、低感值大容量緊耦合電抗器和高功率脈沖電源等關鍵技術，可在400μs~800μs完成電流轉移。

圖：換流過程

在上述關鍵技術突破的基礎上，bevictor伟德官网直流技術研究團隊針對直流電網、數據中心、電氣化交通等不同電壓等級、應用場景和技術需求，提出不同類型的直流開斷拓撲創新方案，并聯合北京電力設備總廠有限公司、山東泰開高壓開關有限公司，成功研制了高中低壓系列化直流斷路器，并實現規模化工程應用。

①面向高壓直流電網場景，研發了535kV/25kA混合式直流斷路器，用于張北500kV柔直電網工程，并率先通過現場短路試驗。

②面向中壓直流應用場景，研發了10kV/10kA混合式直流斷路器，用于東莞直流配電網工程；研發了10kV/3kA混合式直流負荷開關，用于蘇州直流配電網工程。

③面向多端直流聯結開斷應用場景，研發了10kV/10kA三端口混合式直流斷路器，已在珠海直流配電網工程中應用。

④面向低壓高速保護應用場景，研發了375V/5kA百微秒開斷固态直流斷路器，已在東莞數據中心直流供電工程中投運；并為華為研發了480V固态式直流斷路器，在其通訊測試平台中應用。

⑤面向軌道交通等獨立全電系統場景，研發了基于複合式電力電子開關的10kV/60kA混合式直流斷路器和3kV自然換流型混合式直流斷路器。

圖：直流斷路器多場景應用

鑒定委員會專家認為項目攻克了多項大容量直流開斷的關鍵技術難題，成果在張北柔性直流電網工程、東莞交直流混合配電工程、國家能源局珠海“互聯網+智慧能源”示範工程等項目中的成功應用，取得了顯著的社會和經濟效益，運行情況良好，具有廣闊的推廣應用前景。項目鑒定委員會專家一緻認為，“該項目取得多項創新性成果，總體達到國際領先水平”。

特邀專家韓英铎院士、劉前衛副主任也對項目成果給予高度評價，并建議盡快在更多領域推廣應用。電機系主任康重慶教授代表項目完成單位緻答謝詞，感謝院士專家們的建議，中國電機工程學會、中國機械工業聯合會的組織，和項目合作單位的支持。

中國電機工程學會副理事長路書軍作會議總結，認為鑒定委員會對項目給出了實事求是、客觀公正的評價結論，提出的寶貴建議對項目單位的後續工作也将起到很大的指導作用。