光明日報記者 黨文婷 嚴聖禾
青藏高原的雪山融水化作清潔電能，僅需9毫秒便能跨越2681公里，點亮粵港澳大灣區的萬家燈火——這一看似科幻的場景，即將通過藏粵直流工程成為現實。
「這是我國首個跨越如此複雜地形的特高壓工程。」中國南方電網有限責任公司工程建設部副總經理董言樂表示，「我們面臨的是超高海拔、雪山凍土、地質災害、大件運輸和環境保護等世界級難題。」
這條全長2681公里的「電力天路」，需要跨越青藏高原、雲貴高原和華南丘陵三級地理階梯，全線近90%為山地、30%為高山大嶺，海拔最高處達5300米。面對如此挑戰，藏粵直流作為目前世界上輸電能力最強、技術水平最先進、投資規模最大的柔性直流輸電工程，正在創造電力建設史上的多項「世界第一」。而這背後，是科研工作者們長達數年的攻堅戰。
2023年大年初一，雲南省迪慶藏族自治州香格里拉市紅坡村，海拔3400米，空中傳來間隙擊穿的放電聲，一羣科研人員正屏息凝神地盯着螢幕上的放電曲線。他們正在進行高海拔地區長空氣間隙放電真型試驗，目的是摸清電場的「脾氣」，掌握換流站設備在高海拔特高壓直流運行電壓下的安全距離底線。
「接到這個任務時，第一感覺就是不可能。」南網科研院高海拔試驗團隊負責人劉磊回憶，當時高海拔長空氣間隙放電的真型試驗數據一片空白，他們的試驗就像在雪地裏找一條看不見的路。
高海拔地區氧氣含量低、晝夜溫差大、紫外線強，給試驗帶來難以想象的困難。最難的是「抓數據」，空氣間隙擊穿是微秒級的瞬間，就像在暴風雪裏抓閃電。這場持續數月的試驗，他們累計開展23大類、114組試驗，衝擊放電3000餘次，最終獲得了寶貴的高海拔放電試驗數據，這些數據為後續工程建設掃清了第一道障礙。
如果說高海拔放電是「鋪路」，那新能源的不穩定性就是橫在路中間的「險灘」。
2000萬千瓦綠電要跨越2681公里送到廣東，一旦電網出故障，就像高速公路突然堵車，盈餘能量會瞬間「撐壞」輸電系統的「心臟」——柔性直流換流閥。
「當受端交流電網發生短路故障時，大量盈餘能量會湧入換流閥功率模塊，導致系統因過電壓閉鎖，威脅電網安全。」南網科研院團隊骨幹趙曉斌解釋道。他帶領團隊要解決的，是世界首例千萬千瓦級柔性直流的故障穿越難題：當受端電網短路，怎麼讓換流閥不「罷工」？
團隊首次提出全新的能量自平衡柔性直流換流閥拓撲結構，為柔性直流輸電系統打造一顆堅強「心臟」。
經過無數次嘗試，團隊最終攻克了特高壓超長距離和新能源接入柔性直流輸電系統的能量快速平衡關鍵技術難題，研發出世界首套能量自平衡柔直換流閥。
在西藏5300米的最高海拔段，還有一個更「玄乎」的難題——宇宙射線。這裏的大氣中子通量是平原的20倍，而輸電系統的核心部件IGBT（功率器件），就像嬌弱的「電子神經」，一旦被宇宙射線中的中子輻射影響，可能突然失效。相關數據和技術的空白無疑給藏粵直流工程的設計與建設帶來了巨大挑戰。
「以前總覺得宇宙射線離我們很遠，直到拿到西藏的環境數據。」南網科研院團隊骨幹楊柳說，為了找到答案，團隊把功率器件送到了東莞中國散裂中子源——這個能加速中子束的國家大科學裝置，可以在幾小時內模擬器件在高海拔幾十年的輻射量，快速驗證功率器件在高海拔環境中的可靠性。
最終，他們不僅找到了器件的「安全電壓閾值」，還給出了降低失效率的措施——這意味着，換流閥在5300米海拔也能安穩工作。
經過一系列技術攻關，藏粵直流工程最終採用世界領先的「特高壓多端柔性直流輸電」技術，能靈活調度不同時間、不同地區發出的綠電，減少電流擾動和對電網的衝擊。
藏粵直流工程建成後，每年可為粵港澳大灣區輸送超過430億千瓦時清潔電能，相當於三峽電站年發電量的一半，為廣州、深圳各增加供電能力500萬千瓦。
《光明日報》（2025年10月04日 02版）
[ 責編：王宏澤 ]