青豫特高壓直流工程優化提升方法綜述

丁永福

（國家電網有限公司直流建設分公司，北京 100052）

0 引言

青海-河南±800 kV 特高壓直流工程（以下簡稱“青豫工程”）是貫徹落實習近平總書記指示精神，為青海新能源開發規劃的電力高速路，是全國乃至全世界第一條以清潔能源為主要電源的輸電大通道，是典型的“特高壓直流+清潔能源”工程[1]。作為新時代升級版樣板工程，從設計、設備、控保策略、現場建管等方面進行了大量的優化提升，采取了一系列措施，切實提高了工程可靠性，有效解決了新能源外送的需求[2]。

1 工程概況

1.1 工程基本情況

青豫工程起于青海省海南州海南換流站，途徑青海、甘肅、陜西、河南等4 省，止于河南省駐馬店市駐馬店換流站，輸電電壓等級為±800 kV，輸送容量8 000 MW，線路總長1 587 km，接地極線路全長106.2 km，新建海南、駐馬店2 座換流站。工程送端接入750 kV 交流系統，受端換流站接入500 kV 交流系統。工程于2018 年11 月7日開工建設，2020 年12 月30 日全面竣工投產。

海南換流站位于青海省海南藏族自治州共和縣，占地面積0.280 8 km2，與海南750 kV 變電站合址建設。全站共28 臺換流變（含4 臺備用，單臺容量415 MVA，750 kV 本期出線4 回，遠期出線10 回，交流濾波器分為4 大組、18 小組，容性無功補償總量5 575 Mvar。裝設4 臺300 Mvar新一代調相機，通過升壓變壓器接入750 kV 交流濾波器大組母線。駐馬店換流站位于河南省駐馬店市上蔡縣，與駐馬店1 000 kV 交流變電站同址建設，占地面積0.193 km2。全站安裝28 臺（含4 臺備用）換流變壓器，單臺容量415 MVA，分段接入500 kV 交流系統。500 kV 出線本期4回，遠期8 回、交流濾波器分位6 大組、20 小組，容性無功補償總容量5 600 Mvar[2]。

1.2 工程特點

一是在全面總結以往特高壓直流工程建設、運行經驗的基礎上，打造了新一代800 kV、8 000 MW 直流工程標準化設計方案，進一步提升關鍵環節的安全裕度，全面推進技術、設備和設計的標準化，大幅提升運行可靠性。

二是工程海拔高，建設難度大。送端換流站海拔達到了2 880 m，海拔3 000 m 以上線路約385 km，其中最高海拔4 300 m，工程沿線跨越了青藏高原、甘南無人區和秦嶺，極大增加了工程建設難度。

三是送端系統中以新能源為主，光伏發電占比高達85%。新能源發電具有間歇性、波動性和隨機性等特點，特高壓直流與新能源協調控制、大電網安全穩定等系統問題突出，為系統穩定運行帶來了更高的挑戰。

四是換流站與變電站合建。工程送、受端換流站均與變電站同址、同期建設，送端換流站同期建設4 臺300 Mvar 調相機。換流站與變電站、調相機需統一協調，接口一致、建設與管理的一致性使得工程難度增大。

2 設計優化措施

2.1 系統過負荷能力提升

為進一步提高工程可靠性，適應新能源送出要求，工程采用了新一代特高壓直流輸電工程升級版系統方案，從設備選型、設計裕度提升、冷卻容量加強等方面，提高了額定容量輸送的運行可靠性，同時為故障情況下提供更大的備用容量。系統過負荷能力得到了進一步提升。其中，過負荷能力為：長期過負荷1.1 p.u.，2 h 過負荷1.2 p.u.，3 s 過負荷1.3 p.u.。相比于傳統直流工程2 h 過負荷1.05 p.u.，過負荷能力提升了15%，長時間輸送功率提高10%，達到8 800 MW。表1 和圖1給出了過負荷能力與電壓、電流間的關系。

圖1 青豫工程青豫工程過負荷曲線

表1 青豫工程過負荷能力指標

2.2 高海拔設備外絕緣優化提升

青豫工程為第一個高海拔特高壓直流工程，設備外絕緣設計在總結常規500 kV 高海拔直流工程及特高壓工程外絕緣設計的經驗基礎上，補充開展了一系列高海拔絕緣試驗[3]。同時，首次在西藏高海拔基地對4 300 m 高海拔±800 kV 直流線路的電磁環境開展了全電壓考核試驗，為高海拔條件下極間距和對地距離選取提供了試驗依據[4]。另外，首次在西寧高海拔試驗室（海拔2 500 m）利用真型800 kV 閥側套管，開展了空氣間隙試驗研究，獲得了放電特性曲線，為高海拔閥廳空氣凈距配合提供了依據，進一步完善了高海拔特高壓直流工程外絕緣設計配合，優化提升了設備外絕緣性能。海南站換流變750 kV 網側套管和穿墻套管外絕緣統一按3 000 m 海拔修正[5]。

2.3 水冷系統優化提升

青豫工程換流閥、調相機均有水冷系統，采用空冷塔+噴淋塔配置方式，以空冷為主，水冷為輔。針對青豫工程過負荷能力提升、高海拔等問題，水冷系統從載流導體、電氣間隙及爬電距離、低壓電氣元件、儀表選型、主循環泵電機及空氣冷卻器電機等方面進行了改進，提升冷卻能力和設備可靠性。相較以往工程，空冷器的數量、單臺冷卻塔的換熱功率均有增加，閥冷系統的冷卻容量達到7 200 kW，調相機冷卻系統容量達到4 393 kW，冷卻容量提升了約20%。在最高環境溫度下，滿負荷運行時，具備不少于30%的換熱冗余。

2.4 換流站消防系統升級

2.4.1 壓縮空氣泡沫滅火系統

當前換流變故障時有發生，故障后換流變容易著火，嚴重威脅電網的穩定運行。傳統的換流變消防設計多采用細水霧、水噴霧或者泡沫噴霧等作為自動滅火系統，但是從換流變發生火災后滅火的實際效果來看，水噴霧、細水霧等滅火系統難以應對復雜多變的實體火災，特別是著火后發生爆炸而導致的滅火系統失效。多起事故案例表明，現有消防設施撲滅變壓器油（高溫熱油）火災較為困難，容易造成火災范圍擴大，增加災后損失[6]。

CAFS（壓縮空氣泡沫滅火系統）是利用泵組將泡沫液和水按設定比例混合，再通過空壓機等產氣裝置產出壓縮空氣后主動注入泡沫混合液，精細化控制其混合比例及均勻度，讓其發泡成均勻細膩、穩定的泡沫滅火劑，其系統原理如圖2所示。該系統具備用水量小，滅火性能高，降溫效果顯著，能有效防止復燃，可靠性高等優點[7]。歐美等國家已經率先研發并使用壓縮空氣泡沫滅火系統作為大型戶外變壓器的滅火防護系統，經過實踐檢驗，該系統能快速的把火焰撲滅、有效降溫并防止火災復燃[8]。青豫工程為提高換流站消防能力首次配置CAFS。采取4 個換流器共用一套CAFS 方式，空壓機等核心原件采取雙套配置，采取固定噴淋、消防炮（高位布置）兩種出口方式，增加消防系統可靠性。改進后CAFS 通過真火試驗驗證，2 min 內可有效撲滅明火，青豫工程換流站CAFS 持續時間提高到1 h 以上。

圖2 CAFS 系統原理

2.4.2 新型高溫熔斷式換流變降噪裝置

換流變在運行中會產生低頻噪音，按照環保要求，換流變都加裝BOX-IN 降噪裝置，用來吸音降噪。但是當變壓器發生火災時，包裹在變壓器周圍的BOX-IN 裝置會阻礙水或泡沫液進入變壓器著火部位，影響消防滅火。為有效解決該問題，青豫工程采用了新型高溫熔斷式換流變降噪裝置。該裝置配置3 種不同功能模塊，兼具火災熔斷性、防爆性、泄爆性3 大特點?？稍诨馂陌l生后溫度達到220～250 ℃時，熔斷模塊有效脫落，頂部模塊脫落時間≤90 s，前端脫落時間≤180 s。套管周邊的高強防爆模塊（防爆）可經受峰值壓力為240 kPa 的沖擊波作用。常規消防模塊（泄爆）在經受峰值壓力超過160 kPa 的沖擊波作用后，呈大塊狀脫落，能在設備發生爆炸時釋放內部壓力，減小爆炸破壞力，同時有利于爆炸后消防滅火（圖3）。

圖3 消防模塊安裝示意

2.4.3 閥廳耐火能力提升

青豫工程閥廳采用鋼結構設計，緊鄰換流變，換流變通過閥側穿墻套管與閥廳內部設備相連，因此閥廳防火尤為重要。按照規范閥廳火災危險性分類及耐火等級定義為：丁類、（最低）二級。根據《建筑設計防火規范（2018 年版）》規定，二級耐火等級閥廳鋼柱的燃燒性能和耐火極限為2.5 h。青豫工程在總結以往換流變火災事故的基礎上，采取了一系列措施提升閥廳防火性能。受端駐馬店站采取傳統方式，在鋼柱上噴涂防火漆提升防火性能，送端海南站受高原低溫氣候影響，創新采用鋼柱外包防火板的方式，主要由龍骨、12 mm 厚纖維增強硅酸鹽板以及填充120 kg/m3巖棉組成，該措施防火隔熱性能及耐久性好，外觀光滑平整、不受季節和氣候的影響，閥廳鋼柱耐火極限均提升至3.0 h。此外針對屋面耐火性能薄弱的特點，增設了屋面降溫噴淋裝置，在火災發生后，可手動開啟，對屋面進行噴水降溫，以此來提升閥廳防火性能[9]。

2.5 閥廳封堵優化提升

當前換流變故障時有發生，故障后換流變容易發生著火、爆炸等情況。傳統的換流變閥側套管孔洞封堵設計大都采用150 mm 厚單層金屬面結構巖棉復合防火板進行封堵，該板的最高使用溫度為600～800℃。在高溫條件（碳氫火焰，1 100℃）下，巖棉產生碳化，金屬面板發生變形，巖棉板間拼縫部位密封失效，火焰竄入，導致封堵系統失效[10]。多起事故案例表明，傳統封堵結構，無法抵抗設備故障爆炸后產生的沖擊，難以阻擋火焰蔓延至閥廳內。青豫工程創新采用防火封堵+抗爆板的封堵形式（圖4），外層抗爆板用來抵御設備爆炸時產生的沖擊力，保護內層防火封堵，內層防火封堵用來耐火。內層封堵結構由100 mm不銹鋼面巖棉防火板、不銹鋼龍骨與100 mm 不銹鋼面硅酸鋁復合板組成，不銹鋼面硅酸鋁復合板相比于傳統巖棉防火板防火性能更佳，優化后防火封堵耐火時間提升至3 h。該防火封堵結構按照GB 23864—2009（選擇碳氫火）標準進行4 h真火試驗，試驗過程中封堵系統結構完整，未出現漏煙現象。

圖4 防火封堵、抗爆板剖面

外層抗爆板采用鋼結構，梁柱為結構支撐，鋼柱、鋼梁均為H 型鋼。梁柱兩側安裝不銹鋼抗沖擊板，其具體構造組成為：不銹鋼主龍骨、不銹鋼輔龍骨、外面板、包邊板。青豫工程抗爆板安裝于閥側套管洞口外側，可有效抵抗設備故障爆炸時產生的沖擊，抗爆板等效靜荷載超過10 kPa。

2.6 750 kV GIS 戶內優化布置

青豫工程送端站地處青藏高原，海拔高度平均在2 880 m，自然條件惡劣，氣候嚴寒，晝夜溫差較大，紫外線較強。青海地區戶外750 kV GIS設備在運行期間，受年環境溫差（溫差可達60℃）和日環境溫差（溫差可達35 ℃）影響，母線筒體和內部導體受熱脹冷縮應力多次造成母線筒、盆式絕緣子、支撐絕緣子開裂等故障，對設備及電網穩定運行影響極大。青豫工程送端海南站750 kV 進出線較多，GIS 主母線長度730 m，為國內最長GIS 母線，青豫工程首次采用750 kV GIS戶內布置方式，切實解決了高海拔、大溫差地區GIS 運行穩定性問題，同時有效改善了GIS 安裝環境，提高了750 kV GIS 設備安裝質量。

2.7 模塊化組裝優化提升

模塊化組裝是工業廠家按照設計圖紙和現場需求，在工廠加工生產出的預制部品部件，然后在施工的工地上進行模塊化裝配。模塊化組裝預制部件在工廠加工，可批量生產、標準化養護，有利于提高質量?，F場施工過程具有速度快、施工人員少、噪音小、廢物廢水排放少等特點。青豫工程采用了大量模塊化組裝設計理念，應用了裝配式圍墻、裝配式電纜溝、裝配式散水、裝配式燈具基礎、裝配式保護帽等多種方案，既能有效縮短施工周期、減少現場濕作業及維護量，又能提升工藝質量，提高效率。

3 主設備可靠性提升措施

3.1 特高壓套管國產化

青豫工程直流穿墻套管和換流變閥側套管實現國產化?！?00 kV，±400 kV，±800 kV 換流變閥側套管以及±150 kV，±400 kV，±800 kV 穿墻套管通過全套、嚴格的設計定型試驗和破壞性裕度試驗，性能指標優良、工藝質量穩定。在青豫工程中實現了批量應用，從現場交接試驗和帶電調試情況看，國產化套管各項試驗數據正常，經受了全電壓、大電流及過負荷等試驗考核，運行穩定。換流變網側套管、閥側套管、穿墻套管通流能力較常規等級直流工程提高至1.2 倍以上，內絕緣水平提高至1.2 倍以上[11]。

3.2 換流變現場組裝技術

以往工程換流變均在制造廠內完成器身組裝后再運至換流站，存在換流變器身尺寸和重量過大，運輸困難等問題，尤其是高端換流變，運輸尺寸成為換流變絕緣裕度提高、容量提升的重大限制因素[11]。青豫工程海南換流站高端800 kV 換流變均采取現場組裝方式，在西寧檢修基地成功的開展了7 臺800 kV 換流變現場組裝工作，相關設備均已通過出廠試驗及現場交接試驗，帶電調試全部正常，標志著我國全面攻克了特高壓換流變現場大規模組裝技術和高海拔環境下的制造工藝控制難題。設備尺寸將不受運輸限制，絕緣裕度更大。通過高海拔地區換流變現場組裝，研究總結了增加熱油循環期間加電沖洗、靜放期間在儲油柜施加靜壓力促進浸油的措施，提升了工藝處理的可靠性，填補了高海拔地區換流變制造及現場施工質量工藝標準。

3.3 核心設備優化提升措施

3.3.1 換流變

青豫工程送端換流變首次采用雙柱750 kV端部軸向出線，并在油箱內部并聯引出的出線方式，換流變網側出線區域等關鍵部位的絕緣水平提高至1.3 倍以上；換流變溫升限值嚴格按照2 h 1.2 p.u.過負荷功率在最高環境溫度并按海拔3 000 m 修正考慮，在箱底、箱蓋處增加磁屏蔽，確保產品的溫升滿足要求。同時提高了送受端換流變的設計容量，受端容量同送端保持一致，均為415 MVA，提高約1.1 倍。所有換流變分接開關都采用的新型4 真空泡結構或改進型雙真空泡結構，簡化了內部機械結構，加強了核心部件質量，提高了運行可靠性。

3.3.2 換流閥

青豫工程相對以往的±800 kV/8 GW 直流輸電工程有更高的過負荷運行能力，2 h 過負荷從以往的1.05 p.u.提升至1.2 p.u.。換流閥采用5 500 A/8 500 V 晶閘管，相較以往工程，晶閘管的通流能力從5 000 A 提升至5 500 A，通流能力提升約10%；電流提升的同時，晶閘管通態壓降小幅下降，從1.82 V 降低至1.81 V，使得過負荷工況下換流閥損耗得到有效控制。針對送端換流站高海拔特點，開展了閥層間間隙U50 試驗和閥模塊U50 試驗，獲得了詳細閥模塊外絕緣裕度數據，對外絕緣空氣凈距進行設計優化和修正，提高了換流閥運行可靠性。

3.3.3 直流控保系統

青豫工程在總結以往工程的基礎上，進一步優化完善，提升了控保系統的可靠性及標準化程度。采用交流濾波器大組母線、交流濾波器小組配置保護裝置，提升了保護標準化程度?？乇３绦蚣嫒菔芏私涣飨到y分裂及合環運行，滿足了母聯斷路器位置變化下的不同無功策略需求。新增通過PMU（向量測量單元）將直流控制保護相關數據上送國調的功能，強化了控保系統與PMU接口聯系。調相機后臺與直流控制保護系統后臺合二為一，方便運維人員在同一操作界面同時監視調相機及換流站的相關運行狀態，大大提升運維的便捷性。

3.3.4 罐式斷路器

青豫工程濾波器場斷路器相比以往工程，在設備試驗中補充了機械壽命、密封試驗、殼體強度等試驗項目，同時進行了“1 輪型式試驗+4 輪裕度試驗”共5 輪C2 級試驗嚴格考核，進一步提高了設備的安全性和可靠性。

4 控制保護策略優化措施

為適應清潔能源外送，提高系統可靠性，青豫直流在控制保護策略方面采取了一系列優化提升措施。

4.1 分接開關控制策略優化

分接開關是換流變的核心部件，其可靠運行對于換流變極其重要。當前換流變發生的故障事故中，有很大一部分是因為分接開關故障引起的，直接影響設備安全和電網穩定[13]。青豫工程創新采用送端換流閥大角度運行策略和受端換流站定直流電壓策略：送端換流閥穩態運行觸發角范圍為10～25°，受端熄弧角穩態范圍為19.5±2°。在交流電壓波動或直流功率調整時，送端觸發角、受端熄弧角均有一定調整空間，優先調整角度，當角度調整達到限制后，再調整分接開關。該優化可顯著減少換流變分接頭動作次數。尤其是對送端換流變，傳統控制方式直流系統功率從0.1 p.u.至1.0 p.u.上升過程中，分接頭逐漸升高，按照額定交流電壓計算，雙極全壓時分接頭需動作13次，而采用優化策略后，雙極全壓時分接頭只需動作3 次。根據青豫工程現場系統調試結果，直流功率從0.1 p.u.升至約0.7 p.u.時，分接開關保持不變，當功率超過0.7 p.u.，觸發角達到限制后，分接開關才開始動作，有效降減少了分接開關動作次數，提高了設備運行穩定性。

4.2 電流控制器優化策略

青豫工程以輸送清潔能源為主，而送端新能源基地近區網架支撐比較薄弱，系統擾動時的過電壓問題嚴重制約直流輸送能力。青豫工程創新采用電流控制器優化策略（圖5），設計了根據電流變化趨勢動態調整PI 參數的電流控制器優化策略，可抑制故障電流增大，避免直流電流中斷，以此改善換相失敗期間送端系統的低電壓和過電壓現象[14]。

圖5 電流控制器優化策略原理

該優化策略將直流電流實測值ID與IORD指令值進行比較，除判斷二者的大小外，同時判斷電流變化趨勢，即di/dt 方向，將電流控制器的控制分為四個象限，動態調整PI 參數，使得電流控制器調節更加合理。在青豫工程系統調試中，開展了逆變側交流線路故障試驗。雙極低端閥組運行，母聯合位，雙極功率0.2 p.u.（800 MW）。雙極功率控制，極一不帶策略，極二帶策略，逆變側交流線路C 相接地故障。極一、極二初始電流均為1 000 A。故障期間，極一最高電流3 500 A，極二最高3 200 A；極一最低電流5 A，極二最低電流400 A。系統調試數據證明，電流控制器優化策略對于降低故障期間的電流峰值、避免電流中斷的改善作用較為明顯（圖6）。

圖6 電流控制器優化策略現場試驗波形

4.3 新增單極閉鎖快切交流濾波器

青豫工程為快速抑制單極閉鎖時無功過剩引起的換流站交流過電壓，增加了單極閉鎖快切交流濾波器的策略。直流系統單極閉鎖時，綜合判斷健全極功率轉帶情況，快速切除與單極閉鎖損失有功功率相匹配的交流濾波器，且剩余濾波器數量滿足健全極最小和絕對最小濾波器需求，完成時間在150 ms 以內。從試驗波形和結果對比可以看出該策略有利于抑制交流過電壓（圖7，圖8，表2）。

圖7 傳統控制策略電壓變化

圖8 快切控制策略電壓變化

表2 傳統切除濾波器策略與快速切除濾波器策略對比kV

4.4 調相機控制策略優化

傳統換流站調相機和換流器為獨立控制，聯系很少。青豫工程把直流的運行功率傳輸至調相機DCS 系統，調相機可基于直流的運行狀態進行優化控制，實現了調相機與直流控保的協調控制。直流小功率時，調相機按照進相方式運行，以適當控制換流母線電壓水平，也為換流站解鎖和低功率運行時無功過剩提供補償。直流功率提升后，適當增加調相機無功出力，保證換流母線電壓，補償潮流匯集時交流系統無功消耗，也為直流閉鎖后穩態電壓控制提供支持。每臺調相機的無功出力按圖9 所示參考值進行控制。

圖9 調相機無功參考值

調相機控制策略優化后，加強了調相機與直流系統的聯系，可以更加充分利用調相機無功快速調節特點，有利用調節新能源功率波動對電網造成的擾動。

5 新一代調相機特性及對新能源外送的作用

5.1 新一代調相機基本情況

青豫工程是世界首條以輸送清潔能源為主的輸電大通道，其送端海南站和送出線路處于風力發電、光伏發電廣泛分布的偏遠地區，新能源裝機容量大、配套常規電源容量較小、電壓支撐能力相對較弱、短路容量不足等問題突出。青豫工程輸送能力嚴重依賴于送端近區常規電源的開機方式，直接影響了清潔能源消納和電網運行方式的靈活性；同時換流站近區匯集大規模風電、光伏等新能源，直流故障例如雙極閉鎖或換相失敗時，將導致換流站及其附近750 kV 變電站暫態電壓劇烈變化，很容易導致新能源機組大面積脫網，嚴重威脅新能源發電和送端電網的安全穩定運行，限制了新能源外送和消納能力。

為解決青豫工程直流送端動態無功供給不足和電壓支撐能力較弱的突出問題，實現直流大規模有功輸送，須匹配大規模動態無功，即“大直流輸電、強無功支撐”。青豫工程送端海南換流站配備4 臺新一代調相機。作為旋轉設備，此類新型調相機是基于電磁響應的動態無功電源，通過核心電磁參數優化以及過負荷、耐沖擊能力特殊設計，在電網故障時能夠自主提供大容量的動態無功功率。與SVC（靜止無功補償裝置）、STATCOM（靜止同步補償器）等傳統基于電力電子技術的動態無功補償裝置相比，既能為系統提供短路容量，又具有更好的無功出力特性，在降低直流送端暫態過電壓、抑制直流受端換相失敗、減少送端電網近區風機脫網等方面具備獨特優勢。新一代調相機在設備維護、技術特性等方面進行了大幅改進完善，充分適應在高海拔地區的運行需求。

5.2 新一代調相機性能參數

青豫工程調相機是在首批調相機設計及成功運行的基礎上，為滿足調相機高海拔、深度進相運行、適應清潔能源外送要求下，進行技術創新研發的新一代調相機。相對于首批調相機工程，其性能指標得到了進一步的提升（表3）。

表3 青豫工程調相機性能指標對比

新一代調相機為高海拔深度進相新型調相機，無功功率調節范圍-250～300 Mvar，調相機定轉子均采取空氣冷卻，適用于平原和高原地區,滿足3 000 m 高海拔地區運行需求。采用自并勵靜態勵磁方式，強勵時間為15 s，強勵倍數電壓可達3.5，電流可達2.5，短時過載能力突出，可有效改善電網突發故障下電壓產生的瞬間波動。

新一代調相機進行了電磁參數深度優化，在維持調相機快速動態響應能力的基礎上大幅提高調相機的進相深度，相對于傳統調相機-150 Mvar進相能力，新一代調相機進相深度提升至-250 Mvar，提高了67%，能夠更大范圍的調節系統電壓，有利于新能源外送。

新一代調相機對電磁方案的損耗進行了優化，降低了定子損耗，同時對轉子截面進行了設計優化，增加了散熱能力，提高了調相機高海拔環境運行能力。此外對整體外觀進行了提升，對頂罩形式、螺栓把合、軸承管線、隔音罩空間等進行優化，進一步提高了現場安裝及后期運維便利性。

5.3 新一代調相機對新能源外送的作用

新一代調相機對抑制系統電壓波動具有明顯作用，可有效提升新能源輸送能力。以青豫工程輸送8 000 MW 為例，當直流發生連續三次換相失敗時作為試驗條件，通過仿真試驗表明，在4臺調相機的作用下，可將近區風機暫態過電壓降低至1.3 p.u.以下，并降低換流母線暫態過電壓46 kV，約6.1%。對解決新能源外送中系統暫態過電壓問題效果顯著（圖10，圖11）。

圖10 調相機對新能源暫態過電壓影響

圖11 調相機對換流站暫態過電壓影響

海南站4 臺調相機可向系統提供約4.09 kA短路電流，在正常運行方式下，可減少換相失敗導致的電壓波動，有效抑制直流故障后近區風機脫網問題。同時可置換送端常規機組開機，提高新能源外送能力，仿真研究表明，調相機投入運行后，每臺調相機可增加500 MW 新能源輸送，青豫工程4 臺調相機累計可增加2 000 MW 新能源輸送能力。

6 結論

青豫特高壓直流工程作為首個以輸送清潔能源為主的工程，以打造新時代升級版樣板工程為宗旨，從工程設計、設備制造、控保策略等方面進行了大量優化提升，從現場施工、調試及現階段運行情況看，這些措施對促進新能源外送消納和提高系統運行可靠性等方面具有良好效果。