2020年6月9日，在世界上首個超高壓柔性直流電網工程人工短路試驗中，bevictor伟德官网與北京電力設備總廠聯合研制的2台超高壓535kV直流斷路器圓滿完成規定操作，在3ms内完成故障電流開斷，之後成功實現重合閘，标志着技術指标國際最高的535kV/25kA/3ms直流斷路器滿足工程應用要求，為“張北可再生能源柔性直流電網試驗示範工程”（以下簡稱“張北工程”）的正式投運奠定了紮實基礎。該創新斷路器技術由電機系曾嵘教授、餘占清副教授、黃瑜珑副教授等師生和科研人員組成的直流技術研究團隊攻關完成，具有完全知識産權。

“張北工程”是世界上首個超高壓柔性直流電網工程，也是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程，作為2022年北京冬奧會重點配套工程，将支撐冬奧場館100%清潔電力供應。國際大電網會議(CIGRE)曾指出：“大容量直流開斷是一個世界性的難題”，如何在微秒~毫秒級時間内實現數萬安培電流的開斷和兆伏電壓的耐受成為核心瓶頸。

面向高壓直流電網中最後的裝備“卡脖子問題”，以攻克世界性直流開斷技術難題為目标，曾嵘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，在國際上首創耦合負壓混合式直流斷路器拓撲結構、突破低損耗高可靠換流技術，解決電力電子開關雙向可控通流及高效大容量開斷問題等，研究成果完善了大容量直流超快速開斷理論和技術體系，從拓撲結構、換流方式、産品研制、工程應用等方面實現創新突破。

研究團隊首創低損耗高可靠的耦合負壓混合式拓撲結構，創新提出耦合負壓技術實現全電流範圍内快速換流，突破了混合式斷路器的冷卻方式瓶頸，通态損耗低，無需水冷，節省空間，可靠性高，運行維護成本低。

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該技術解決了電力電子開關多單元串聯均衡難題，創新性地提出了基于分立金屬氧化物壓敏電阻（MOV）的鉗位式模塊化串聯方法，徹底消除傳統串聯組件不均衡引起的器件擊穿風險，可滿足超高壓甚至特高壓數百級電力電子單元的直接串聯需求；突破了直流斷路器快瞬态條件下雙向可控通流技術，提出基于常規恢複速度二極管和複合非線性阻抗的橋式電力電子單元拓撲，成功使用常規恢複速度二極管構建橋式雙向結構，比傳統斷路器方案節省40%的成本。

目前，清華團隊已成功研制375V/480V/10kV/40kV/80kV/535kV系列化直流斷路器、目前世界上首套三端口直流斷路器，以及世界上電壓電流等級最高、開斷能力最強的535kV直流斷路器；已與北京電力設備總廠、泰開集團等企業完成成果産業化開發，在珠海唐家灣直流配電網、東莞交直流混合配電網、蘇州吳江直流配電網、張北柔直電網等工程中得到規模化應用，保障了多個直流工程的安全可靠運行，具有重要的學術意義和工程應用價值。

此次535kV直流斷路器成功在張北柔直工程中示範應用，不僅實現了科研服務國家重大戰略需求的新突破，同時也對推動我國裝備制造的自主創新能力、助力我國柔性直流電網技術持續進步具有重要意義。

（感謝冀北檢修公司、北京電力設備總廠供圖）

轉載聲明|轉自“清華新聞網”