近日，三峽集團云南彌勒風電場柔性直流工程成功投入運行，該工程由三峽集團投資建設，聯合清華大學、南網科研院、西電電力系統、許繼電氣、南瑞繼保等共同實施，屬于國家發改委“揭榜掛帥”重點科技攻關項目。該工程是世界首個采用IGCT器件的新能源柔性直流工程、世界首個采用6.5kV功率半導體器件的柔性直流工程，是繼珠海直流配電、東莞中壓互聯、烏蘭察布源網荷儲等工程后IGCT柔直技術的又一重要突破，將有力推動IGCT柔直技術在沙戈荒、海上風電、城市電網等場景中規模化工程應用。
三峽集團云南彌勒IGCT柔性直流工程柔性直流技術是支撐我國“雙碳”目標的戰略核心技術，歐美最早提出IGBT柔性直流技術路線，在全球范圍內得到廣泛應用。近年來，柔性直流工程電壓和容量快速提升，尤其是我國雙碳目標加快實施，國內應用的柔性直流工程電壓和容量增加了上百倍。
圖1：IGCT整晶圓芯片和器件
我國在國際上率先提出IGCT柔性直流技術路線。由于IGCT器件為低頻大容量器件，天然適用于柔性直流輸電應用場景。近年來，IGCT柔性直流換流閥的技術瓶頸逐漸被攻克，相比現有柔直工程，6.5kV、8kV更大容量IGCT器件的應用，將減少換流閥成本、體積和損耗達30%以上，并且作為整晶圓器件，IGCT器件的浪涌電流耐受和本征防爆特性，使得柔直換流閥具有更強的暫態故障耐受和主動支撐能力。
目前，西電、許繼、南瑞繼保、特變電工、榮信匯科等制造商均推出IGCT換流閥產品，為IGCT柔性高壓直流輸電規模化應用奠定了產業基礎。隨著四寸IGCT器件在柔直工程中的成熟應用，基于六寸芯片的4.5kV/12.5kA（通流6.25kA），6.5kV/10kA（通流5kA）的更大容量IGCT器件也將陸續推出，IGCT柔性直流技術路線低成本、低損耗、高可靠、本征安全等優勢將進一步凸顯。圖1：IGCT整晶圓芯片和器件云南彌勒工程地處彌勒市虹溪鎮石萬村，海拔高達2500米，IGCT換流閥組件完全對標海上風電柔性高壓直流輸電工程，采用288只全國產化6.5kV/4kA（通流2kA） IGCT-Plus器件，是對IGCT器件及其換流閥技術的全面工程檢驗。工程調試階段，嚴格對標海上風電工程進行檢驗，通過100余項穩態、暫態、保護功能試驗項目，該工程表現出超出現有技術的可靠性，于2024年12月24日通過連續168小時試運行后轉入正式運行階段。
該工程將為未來IGCT柔性直流換流閥在沙戈荒、海上風電、城市電網等領域的應用提供寶貴的運行經驗，推動我國在新一代柔性直流技術路線上的引領。
圖2：三峽集團云南彌勒IGCT柔直工程換流站
圖3：IGCT換流閥廳圖4：IGCT柔直整流閥和逆變閥
供稿｜直流研究團隊