CLCC技术：引领高压直流输电工程新变革 CNR221-310

项目背景

本文针对电力生产中的实际痛点，研发了CLCC技术：引领高压直流输电工程新变革，有效提升了作业效率与安全水平。高压直流输电是远距离大容量电力输送的主要方式。传统换流阀（LCC）输送容量大、过负荷能力强，在800kV及以下直流工程中长期占据主导地位。但LCC依赖电网换相，交流侧发生故障时容易引发换相失败，导致功率传输中断，影响系统稳定运行。

随着直流输电规模扩大和新能源接入比例提高，换相失败问题更加突出。送端高比例新能源发电带来的功率波动，也对直流系统的调节能力提出更高要求。如何在保留LCC输送能力优势的同时，解决其可控性不足的问题，成为行业关注的技术方向。

CLCC（可控关断换流阀组件）技术针对这一需求展开研发，目标是在800kV及以下高压直流输电工程中，兼顾大容量输送与可控关断能力。

存在问题

• 换相失败风险高。传统LCC依赖交流电网电压换相，受端交流故障时易发生换相失败，导致直流功率传输中断，严重时可能引发连锁反应。
• 可控性不足。LCC不具备主动关断能力，运行方式调整依赖触发角控制，响应速度和控制精度受限，难以适应新能源接入带来的功率波动。
• 旧站改造兼容性差。已有直流工程改造时，传统换流阀与新建技术路线之间兼容难度大，改造周期长、投资高。
• 成本与效益平衡难。提高换流阀可控能力往往伴随设备成本大幅上升，如何在技术升级与投资控制之间取得平衡，是工程应用中的现实问题。
• 应用场景受限。传统方案在受端改造、送端新能源波动抑制等场景中缺乏灵活适配能力，难以同步适应新建与改造需求。

创新目标

在保持LCC输送容量大、过负荷能力强等固有优势的基础上，赋予换流阀可控关断能力，实现100%抵御交流故障引发的换相失败，同时将成本控制在合理区间，兼容旧站改造与新站建设，并适应送端高比例新能源接入场景。

技术方案

CLCC技术在传统换流阀结构基础上增加可控关断组件，使换流阀具备主动关断能力。该技术适用于800kV及以下高压直流输电工程，输送容量稳定在8000MW，可承受1.2倍过负荷。当交流侧发生故障时，可控关断能力可快速切断故障电流路径，避免换相失败。

在工程应用中，CLCC换流阀按照直流工程换流站建设流程进行集成与调试。实验室阶段已完成型式试验和软件测试，验证了技术成熟度和稳定性。改造工程中，CLCC技术可兼容原有换流站主接线和设备布置，减少改造工作量。

针对送端高比例新能源接入场景，CLCC技术通过可控关断调节功率输出，减小新能源发电导致的功率波动，提高电力系统稳定性和稳定性。

创新亮点

• 可控关断能力：在保留LCC输送容量大、过负荷能力强的基础上，赋予换流阀主动关断能力，实现100%抵御交流故障引发的换相失败。
• 输送容量稳定：适用于800kV及以下高压直流输电工程，输送容量稳定在8000MW，可承受1.2倍过负荷。
• 成本增加可控：在±800kV/8000MW特高压直流工程中，单站换流阀价格从7.3亿增加至9.7亿，仅为南网乌东德柔直工程换流阀价格的32%。
• 新旧工程兼容：实用兼容旧站改造与新站建设，在新建直流特高压和改建工程中，特别是受端，有望实现同步推广。
• 适应新能源接入：可应用于直流特高压工程送端站，减小新能源发电导致的功率波动，提高电力系统稳定性和可靠性。

落地应用效果

CLCC技术目前正在葛南直流工程改造中示范应用，展现出在旧站改造中的潜力。实验室阶段已完成型式试验和软件测试，技术成熟度和可靠性得到验证。该技术在旧站改造中可兼容原有设备布置，减少改造工作量；在新建工程中可同步推广，为高压直流输电工程升级提供技术支持。

对于产业单位而言，转化CLCC技术成果将带来显著经济效益。随着该技术在高压直流输电工程中的广泛应用，产业单位有望通过技术创新和产业升级实现收益持续增长。

产出物：可控关断换流阀组件（CLCC）及配套控制策略，适用于800kV及以下高压直流输电工程。

适用场景：新建直流特高压工程、旧站改造工程（特别是受端）、送端高比例新能源接入的直流特高压工程。

常见问题

Q：CLCC技术与传统LCC技术的主要区别是什么？

A：CLCC在保留LCC输送容量大、过负荷能力强的基础上，增加了可控关断能力，能够100%抵御交流故障引发的换相失败。

Q：CLCC技术成本增加幅度如何？

A：在±800kV/8000MW特高压直流工程中，单站换流阀价格从7.3亿增加至9.7亿，仅为南网乌东德柔直工程换流阀价格的32%，成本增加相对可控。

Q：CLCC技术目前有哪些应用？

A：该技术正在葛南直流工程改造中示范应用，并有望在新建直流特高压和改建工程中同步推广，同时可应用于送端高比例新能源接入场景。

数据来源：项目验收报告及现场应用统计，单位信息已脱敏处理。

本文由中广研创新整理。