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2016年2月，国家重点研发计划智能电网技术与装备专项“高压大容量柔性直流电网关键技术研究与示范”项目工作正式启动。由全球能源互联网研究院牵头，联合我国在柔性直流领域的多家专业科研院所和产业公司，成功完成了该项目的申报并获批。
该项目将围绕高压大容量及直流构网的应用需求，自主研制满足±500千伏、3000MW柔性直流电网工程的换流阀样机，构建不低于4000独立节点的阀控系统实时闭合数字仿真测试平台，建成世界首个电压等级±500千伏、单端容量最大（3000MW）的张北柔性直流电网示范工程。
工程通过两端3000兆瓦换流站汇集张北地区的风电，另一端1500MW换流站接入当地抽水蓄能，并通过一端3000MW换流站接入北京电网，有效解决了该地区高比例可再生能源的高效接纳和外送问题，践行2022年冬奥会“绿色奥运”的办会理念。
届时，该工程每年可为北京地区提供26亿千瓦时的清洁能源，同时还可有效缓解张北地区高比例可再生能源的高效接纳和外送问题，预计可减少因弃风、弃光造成的经济损失达3亿元以上，将对我国直流电网高端电力装备的发展和实现由“中国制造”向“中国创造”转变起到促进作用。
项目通过高压大容量柔性直流关键技术研究与工程示范等创新工作的开展，旨在实现以“重大科技项目推动重大工程建设，重大示范工程推动重大科技进步”的总体目标。所取得系列具有完全自主知识产权的创新成果，必将为我国电网技术升级、能源结构转型提供重要技术支撑，也为实现全球能源互联、落实“一带一路”战略规划奠定坚实基础。
碳化硅技术引领输电系统变革
——“高压大功率碳化硅材料、器件及其在电力电子变压器中的应用示范”项目简介
第三代半导体器件代表了未来高压电力电子器件发展方向，在全球掀起了竞争热潮，其中，碳化硅（SiC）电力电子器件具有高电压、大电流、快速开关、低损耗等独特优势，对未来电网形态和能源战略调整将产生重大影响。
传统电网正向以电力电子技术广泛应用为代表的智能电网方向发展，其智能、灵活、互动、兼容、高效等功能实现依赖于电网设备的智能化水平。其中，柔性变电站柔性可控、智能调控，融合电力电子、控制保护、信息通信以及先进计算技术，实现电气隔离、电压变换、一次设备与控制保护系统融合、电能质量协调、分布式能源即插即用等多种功能的集成与优化。电力电子变压器是柔性变电站中的核心设备，除了具有传统变压器的电气隔离、电压等级变换功能，还可以实现进出潮流柔性可控的能源路由功能、有功和无功复合支撑的虚拟同步发电机功能，对电能质量进行隔离。
基于硅IGBT的电力电子变压器在小功率领域实现了部分应用，但是由于损耗大、体积大，在高压大功率的输电领域尚无法应用。基于碳化硅器件的电力电子变压器处理电压可以达到原来的10倍，功率增加5倍，体积与重量减小40%以上，损耗降低60%，从技术角度解决实用化问题。
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