当晨曦的第一缕微风吹过张北的草原
巨大的风力发电机叶片随风缓缓转动
一股源源不断的能量
通过看不见的网
去往北京
化作星辰般闪烁的璀璨灯光
这张看不见的网就是拥有12项世界第一的±500千伏张北柔性直流电网试验示范工程（简称“张北柔直工程”）。这是一项汇聚了中国智慧与创新精神的超级工程，它不仅点亮了万家灯火，更照亮了中国新能源发展的前行之路。
草原上的风，城市里的光
柔性直流电网是中国原创、国际领先的重大技术创新。这项技术为全球新能源的开发和利用提供了有效的解决方案。柔性直流电网技术的推广应用，不仅有助于构建新型电力系统，践行“双碳”目标，还对于促进智能电网的发展、提高电网的整体效率和供电质量具有深远影响。
张北柔性直流工程
打造世界首个四端环形柔性直流电网
新建中都、康巴诺尔、阜康、延庆
4座±500千伏换流站
总换流容量900万千瓦
其在±500千伏的额定电压的基础上，建设了长达666千米的±500千伏直流输电线路，构筑起一条连接张北地区丰饶风能和太阳能资源的能源动脉，将张北地区丰富的风电、光伏发电等多种能源连接在一起，发挥风电、光伏、储能等多种能源形式之间的互补优势，有效解决了可再生能源发电存在间歇性和不稳定性的问题，实现张北千万千瓦级新能源基地汇集外送。[2]
这项工程
助力北京冬奥会实现奥运史上首次
全时段100%“绿电”供应
为解决新能源汇集与送出问题树立了典范
打破技术封锁，实现中国领跑
柔性直流输电是一种继交流输电、常规直流输电后的新型直流输电方式。这种输电方式具有快速响应、高可控性和强大适应性的特点，使其在多种电网条件下能够稳定运行。除此之外，其可以有效地解决可再生能源间歇性和不稳定性的问题，确保电力供应的连续性和可靠性。
外国专家曾说“这项技术，中国人，10年，绝对干不出来。”
在2010年以前，柔性直流输电技术始终被国外电力企业垄断，他们不向中国提供任何技术指导和相关产品。面对技术的封锁，国家电网在没有一份图纸、一张照片，也没有任何学术文章的困难条件下，毅然决然选选择自主创新，启动柔性直流输电技术专项研究。
尽管中国柔性直流输电工程的技术研究与应用起步较晚，但中国电力人憋着一口气，他们日夜兼程，奋起直追！
2011年7月
上海南汇风电场
柔性直流输电示范工程投运
成为亚洲首个
具有自主知识产权的柔性直流工程
这一工程实现了我国柔性直流输电技术
从无到有的突破
向世界展现了中国骨气
2014年7月
浙江舟山±200千伏
五端柔性直流科技示范工程
作为世界首个五端柔直工程正式投运
这是柔性直流成套技术自主化的首次应用
标志着我国已经迈进
世界柔性直流输电技术领域的前列
2015年12月
我国刷新电压等级和输送容量的世界纪录
福建厦门±320千伏
柔性直流输电科技示范工程
正式投运
标志着我国全面掌握
高压大容量柔性直流输电关键技术
和工程成套能力
实现了柔性直流输电技术领域的国际引领
展现中国智慧，破解世界难题
张北柔直工程应用了我国自主研发的世界上最高电压等级、最大换流容量的柔性直流换流阀；世界上最大功率的全控可关断器件；世界上最高电压等级、最大开断能力的直流断路器等核心器件。这些核心技术和关键设备均为国际首创。
柔性直流换流阀
作为直流电和交流电相互转换的桥梁，柔性直流换流阀被称为柔直工程的“心脏”，是柔性直流项目中技术含量最高、挑战最大的主设备之一。
画了数百张图纸，提交了几十份报告，开展数百次试验研制换流阀样机，经过多次迭代升级……国家电网的研发人员一路摸爬滚打，成功研制出±500千伏/3000兆瓦级柔性直流换流阀。它的可靠性水平超越国外同类产品，总体技术性能达到国际先进水平，部分技术指标国际领先。
绝缘栅双极型晶体管
绝缘栅双极型晶体管（IGBT），是变流器的控制核心，被称为电力系统的“CPU”。过去，大功率IGBT器件被进口产品垄断。在张北柔直工程中，我国自主研制的世界上最大功率全控可关断器件——4.5kV/3kA压接式IGBT器件，实现大批量工程应用。
三拓扑结构的直流断路器
我国自主研制的世界首批500千伏混合式、负压耦合式和机械式三种拓扑结构的直流断路器，首次攻克了“大电流直流开断”这一世界性难题，解决了全控型电力电子器件5倍电流关断、毫秒级高速机械开关设计、550千伏高电位可靠供能装置等系列技术问题，具备3毫秒内开断高达25千安的直流短路电流能力，突破了直流组网的瓶颈，实现了我国直流输电从“线”到“网”的质变。
坚持自主创新，彰显民族志气
一项项技术创新的背后
又是多少个不眠之夜
中国柔直技术后发而先至
其中饱含着中国智慧
更体现了中国人的志气、骨气、底气
2020年6月29日，张北柔直工程竣工投产。中国电力人首次突破了柔性直流电网构建与稳定控制的核心技术，提出了柔直组网、多点汇集、多能互补的直流电网拓扑和系统方案，建立了柔直电网稳定控制体系，攻克了柔直电网功率盈余与孤岛接入新能源的稳定控制等技术难题，成功实现了世界首个直流电网的稳定运行。
张北柔直工程创造了12项世界第一的榜单
榜单上的每一项
都是电力史上的一颗明珠
其背后
都饱含了中国电力人的智慧和汗水
都有着不平凡的故事
如今，张北直柔工程每年能够提供141亿千瓦时的清洁电力，相当于北京市用电量的十分之一。[3]它不但把国家风光储输示范工程的清洁电送出，而且惠及了张家口1110座光伏扶贫电站和10万户农村人口。上下游产业链活力大增，创造1万多直接就业岗位，实现了稳经济、惠民生、促发展。
参考资料：
[1]高雅.驭风而上逐光向前[N].国家电网报,2023-03-20(004).DOI:10.28266/n.cnki.ngjdw.2023.000791.
[2]李婕茜.勇攀技术高峰实现“中国引领”[N].国家电网报,2022-05-26(003).DOI:10.28266/n.cnki.ngjdw.2022.001382.
[3]曹智,高得莲,石佳.风能出张北绿电送北京[N].河北日报,2022-04-25(005).DOI:10.28326/n.cnki.nhbrb.2022.003191.
[4]王珍.张北的风点亮冬奥的灯[N].中国纪检监察报,2021-12-06(008).DOI:10.28423/n.cnki.njjjc.2021.005595.
图文编辑/吴广和
本文为天津大学《科学技术史》课程作业
感谢陈印政老师的指导
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