潘垣院士团队突破柔直电网关键技术 北京冬奥会实现“100%绿电”

试验团队在世界首台500千伏机械式直流断路器前合影。

□ 长江日报记者陈晓彤 通讯员王潇潇

近日，中国工程院院士、华中科技大学电气学院名誉院长潘垣获评首届“湖北省杰出人才奖”，潘垣院士及团队研发成果助力北京冬奥会场馆实现100%绿电覆盖的消息，再次引起广泛关注。

实现100%绿电，是奥运史上“零的突破”，也是中国向世界承诺低碳减排、实现绿色发展的具体行动。这项重大工程背后，潘垣院士团队和上海思源电气组成的联合团队起到了重要作用。他们经过4年多的紧密合作，研发出世界首台500千伏机械式直流断路器并顺利投产使用，成为支撑“100%绿电”的关键技术。

■ 我国原创柔性直流电网对新能源非常友好

河北张家口被誉为“风的故乡、光的海洋”。这里也是2022北京冬奥会重点配套工程——张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程（以下简称“张北柔直工程”）的所在地。

“张北柔直工程”采用我国原创的柔性直流电网新技术，让原本不稳定的风电、光伏等清洁能源转换成稳定的电能，点亮北京万家灯火。工程投用后，每年可向北京输送约141亿千瓦时清洁能源，大约相当于北京市用电量的十分之一，每年可节约标准煤490万吨，减排二氧化碳1280万吨。

团队成员、华中科技大学教师袁召介绍，柔直电网是一种对新能源接入非常友好的新型电力系统，其中的主要技术瓶颈是直流断路器的研发，这也是联合团队的重点攻关内容。

■ 技术突破带动亿元产值，大幅提升我国高端电力装备国际影响力

断路器，相当于确保电网安全可靠运行的“保险栓”，当某处出现重大短路故障时，它将自动切断电流，保证关键设备不被烧坏。此前，直流断路器的主要技术方案是由ABB等跨国公司生产的混合式直流断路器。这种断路器价格昂贵，且核心部件依赖进口，不利于大规模推广应用。

2014年起，潘垣院士带领团队开始了机械式高压直流断路器的技术攻关。团队提出了具有自主知识产权的全新机械式直流断路器方案，相对于混合式直流断路器，其结构简单可靠，运行损耗低，而且实现零部件全国产化，经济性优势突出，可助力柔直电网的大规模发展。

2017年，潘垣院士团队与上海思源电气组成联合攻关团队，最终研发出世界首台500千伏电压等级工程化应用的机械式直流断路器，并于2020年6月在“张北柔直工程”中成功投运。

这是电力系统中的一种全新设备，突破了直流输电向更为灵活经济的直流电网方向发展的技术瓶颈。它不仅带动了直流断路器新设备产业的发展，形成产值上亿元，更大幅提升了我国高端电力装备的国际影响力。

■ 里程碑式工程：世界首例探索柔性直流电网的大型工程

设备的成功投运离不开团队长期的艰难攻关。多年来，潘垣院士团队和上海思源电气组成的联合研发团队从冬到夏，不舍昼夜，有成员两年未休过假，至今仍坚守项目现场，确保冬奥会供电顺利。