把“远方的电”变成“身边的光”

特种作业车辆有序退场，检修围栏缓缓撤去，工作人员下达并网指令……0.007秒后，白鹤滩水电站发出的强大电流，跨越2087公里的山川，瞬间到达位于江苏省常熟市的世界首座常规直流+柔性直流混合级联特高压换流站——±800千伏姑苏换流站（以下简称“姑苏换流站”）。

(资料图)

近日，姑苏换流站完成智能化升级，成为AI（人工智能）在特高压运维场景落地应用的标杆。在迎峰度夏满负荷运行期间，该站日均输送电量超1.9亿千瓦时，可满足1200万户家庭单日用电需求，成为保障华东地区电力供应的“能源心脏”。

特高压技术的标杆工程

“换流站就像一座电力中转站，它把四川白鹤滩远距离输送而来的±800千伏直流电，逆变为百姓能用、工厂可运转的500千伏交流电，再源源不断送往苏州、无锡两地。”国网江苏超高压公司姑苏换流站副站长朱晓峰告诉科技日报记者。

记者了解到，姑苏换流站的独特之处是采用了“常规直流+柔性直流”混合级联结构：前者像一列重载高铁，擅长承接大容量、远距离的高压电流；后者像智能四驱越野车，调控灵活、适应性强，对电网强弱没有高要求，反过来还能稳定电压和频率、支持电网黑启动等。

两者结合不仅大幅降低直流转交流过程中换相失败的风险，还实现苏州南北电网功率互济。其把北部富余电力精准调配到南部负荷中心，破解区域用电不均难题，成为新型电网交直流协同的主流技术方向。

AI赋能让特高压电力送得进、用得稳。据介绍，姑苏换流站有1600多台（套）设备，数量是常规换流站两倍，其中20项技术装备是首次应用。而让自主装备发挥最大效能、为后续换流站建设和运维探路，是姑苏换流站的重要使命。

2024年6月，国网江苏超高压公司在姑苏换流站启动智能化升级，构建起“空天地”一体化的全场景智慧运维体系，成为国内智能化最高的换流站之一。

“我们接入14万条遥测数据，每5分钟处理数据量达百万条，通过42套智能状态管控算法，可以精准捕捉异常趋势，做到‘治未病’。”姑苏换流站运维值班员王强说。

新型电网的探路尖兵

姑苏换流站不仅把“远方的电”变成“身边的光”，还是我国特高压技术自主研发、装备迭代、标准输出的重要试验场。

姑苏换流站被誉为特高压换流技术装备“博物馆”。今年，这座“博物馆”又添了两个“新宝贝”——由清华大学研制的IGCT换流阀、由中国电力科学研究院有限公司开发的旁路触发间隙保护装置。它们将在姑苏换流站挂网测试，为千万家庭的用电安全筑牢科技防线。

据了解，换流阀是换流站的“心脏”，承担交直流转换的核心功能。当前主流的IGBT器件，在大容量场景下，存在损耗偏高、模块多、占地面积大等短板。而新一代IGCT换流阀，凭借耐压更强、流通更稳、损耗更低的核心优势，显著提升了系统可靠性。

由中国电力科学研究院有限公司研发的全国首套换流变旁路触发间隙保护装置，可实时感知电网故障强度，实现毫秒级智能响应，精准迅速切除故障设备，从源头守护电网安全底线，仿若为特高压系统装上一枚灵敏可靠的“智能安全阀”。

国网江苏超高压公司设备部主任孙勇军介绍，姑苏换流站拓扑结构复杂、运行方式多达252种，是最严苛的“实战考场”，能全面验证器件在高压大容量、多工况切换下的真实性能，为未来特高压工程、海上风电送出等重大场景预研铺路。

一座站，映射一条创新路，更连着大国能源棋局。

“十五五”规划纲要提出，着力构建新型电力系统。国家能源局电力司副司长刘明阳在今年4月份召开的新闻发布会上表示，将加快推进甘肃至浙江等“沙戈荒”新能源大基地外送通道建设。

江苏是全国特高压落点最密集的省份之一，姑苏换流站作为新型电网的探路尖兵，充分验证了柔性直流特高压输变电技术和装备，将全面应用于甘浙线工程。

“从核心器件突破到保护系统升级，从实验室样机到工程化应用，姑苏换流站把微观技术创新融入新型电力系统建设的全局蓝图，多项技术装备在此得到验证后推广全国并走出国门。”姑苏换流站站长沈明慷表示。