6月29日，國家電網公司舉辦張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程竣工投產大會，深入貫徹落實習近平總書記“四個革命、一個合作”能源安全新發展戰略，促進搭建清潔低碳、安全高效的能源體系，積極服務綠色奧運，貫徹落實“六穩”“六保”任務，為奪取疫情防控和經濟社會發展雙勝利，全面建成小康社會作出國網貢獻。

南瑞集團參與建設的該工程項目是世界首個柔性直流電網工程項目，也是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程項目，破解諸多世界難題，囊括了12項世界第一，其中與關鍵核心設備相關的5項和南瑞息息相關。

張北柔直工程總投資124.78億元，新建張北、康保、豐寧和北京4座換流站，額定電壓±500千伏，額定輸電能力450萬千瓦，輸電線路長度666千米。工程被列入《電力發展“十三五”規劃》和《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》。

柔性直流輸電技術具有可控能力強、功率調節速度快、運行方式靈活等特點，能夠有效抑制交流電壓波動、減少功率波動對受端電網影響，是破解能源大規模消納難題的“金鑰匙”。張北柔直工程充分利用了柔直技術的這些特點，將四座換流站通過架空線路形成直流環網，這也是世界首個四端柔性直流環形電網，可有效實現風、光、水能源的互補，把不穩定的新能源電能變成穩定的電能，實現新能源利用的同時，保障電網安全穩定。其中，張北、康保換流站作為送端直接接入大規模清潔能源，豐寧站作為調節端接入電網并連接抽水蓄能，北京站作為受端接入首都負荷中心。

南瑞集團為張北柔直工程提供了全部的控制保護系統，張北、北京換流站±535kV/3000MW柔性直流換流閥，張北、康保、北京換流站總計10套535kV高壓直流斷路器以及核心測量設備。

張北柔直工程是世界上首個具有網絡特性的超高壓柔性直流電網工程。作為直流電網的核心設備，換流閥能夠實現交直流電的相互轉換，保證直流電網電壓穩定；直流斷路器可以快速切斷故障負荷，保障直流電網的安全穩定運行。可以說，換流閥和直流斷路器的性能直接影響到工程質量。

由南瑞集團研制的±535kV/3000MW柔性直流換流閥，首次采用了4.5kV/3kA的壓接式IGBT器件，其電壓等級、容量均為已投運工程之最，成功解決了換流閥在高電壓、大電流等環境下的抗電磁干擾設計、閥塔九級抗震設計等難題，并攻克了柔性直流電網應用高浪涌電流能力設計、直流短路工況下換流閥不閉鎖穿越等關鍵技術。

開斷高壓大功率工況下的直流短路電流被譽為世界電力技術領域的百年難題，是制約直流電網發展的主要瓶頸之一。南瑞集團研制的混合式技術路線直流斷路器，通過多支路轉移開斷方法，成功解決了該難題，實現了機械開關無弧分斷，大大延長了開關斷口的使用壽命。該斷路器整體采用模塊化、分層、分功能區域設計，具有高度集成、緊湊化和靈活擴展能力，實現了近千級電力電子組件的協同觸發控制。其最大分斷故障電流不小于25kA，最大分斷時間不超過3ms，速度比人類眨眼還要快100倍。

此外，南瑞集團在該工程中應用的柔性直流電網控制保護系統，攻克了新能源接入雙極孤島控制、多換流站協調控制等難題，成功實現了新能源雙極孤島柔直接入，直流線路故障快速檢測、隔離和恢復，以及直流系統孤島融冰運行模式等功能，使得現場設備可以在多種極限工況下安全穩定運行。

張北柔直工程安裝期間恰逢冬季，工程四個換流站氣溫最低時達零下30℃。為保證工程按時投運，工程現場要求在限定工期內完成供貨換流站所有換流閥及斷路器的吊裝，其中張北、北京換流站僅閥模塊就有總計1104塊，單個閥模塊至少3噸，安裝面臨巨大挑戰。南瑞集團積極配合施工單位，克服惡劣天氣連續奮戰近2個月，最終提前一周完成現場安裝工作，得到業主單位高度認可。

2020年5月13日15時43分，張北柔直工程進入四端系統調試階段，本次試驗是對工程全站、全線設備的“全面大體檢”。由南瑞集團供貨的柔直換流閥和直流斷路器配合完成四端系統調試項目59項，期間遍歷了柔性直流電網啟停、單站投退、功率擾動、接地短路等多種運行工況，換流閥保持可靠運行，直流斷路器均可靠動作，為四端直流電網的順利投運奠定了堅實基礎。

2020年6月25日0點，張北柔直工程順利結束168小時試運行試驗。自系統調試以來，南瑞集團提供的±535kV/3000MW大容量換流閥配合完成跳閘試驗等近300余項系統調試試驗，均保持可靠運行。10臺535kV直流斷路器先后完成空合線路、穩態電流開斷、重合閘、人工接地短路等多項試驗項目，均能正確可靠動作，動作準確率100%，設備“零缺陷”通過全部驗收試驗。

“用張北的風點亮北京的燈”。這句寫在張北柔直工程施工現場的標語，已然化為了現實。作為2022年北京冬奧會重點配套工程，張北柔直工程的投運將有力支撐新能源大規模開發利用，助力北京冬奧會實現奧運史上首次100%綠色電力供應，推動電網輸電技術和電工裝備升級，帶動上下游產業發展，有力服務“六穩”“六保”大局。

近年來，柔性直流輸電工程發展迅速。此前，南瑞集團已參與了上海南匯柔性直流輸電示范工程、舟山五端柔直工程、廈門柔性直流輸電科技示范工程、渝鄂直流背靠背聯網工程等多個柔性直流輸電重點工程建設。歷經多年的工程經驗積累，南瑞集團各項產品、技術和服務不斷升級，關鍵設備可靠性得到充分驗證，為推動新能源消納，鞏固和擴大我國在世界直流輸電領域的技術領先優勢，提高我國電工裝備制造業自主創新能力和國際競爭力作出了積極貢獻。

下階段，南瑞集團將認真貫徹落實國家電網公司決策部署，充分發揮我國能源電力領域龍頭企業和公司科技產業領軍企業作用，進一步明確方位責任，以為國增光、為國家電網公司添彩為己任，堅定國際領先的目標追求，將柔性直流換流閥、直流斷路器等高端裝備廣泛推廣應用于海上風電、新能源并網、電網互聯等直流工程，著力打造能源互聯網技術高地、產業高地、人才高地，為建設具有中國特色國際領先的能源互聯網企業貢獻南瑞智慧和力量。