为电力大动脉提供“中国心” ——记国家科技进步奖特等奖获得者西安电力电子技术研究所
2018年2月22日《陕西日报》第11版
在2017年度国家科技进步奖评选中，西安电力电子技术研究所（简称西电所）参与的项目“特高压±800kV直流输电工程”获得国家科学技术进步奖特等奖。这是西电所2009年荣获国家科学技术一等奖后，又一次荣获的国家最高奖项。
西电所是我国唯一一所从事电力半导体器件工艺技术、变流技术研究的专业研究所，我国七大整流器厂的技术基础和发展都与该所息息相关。建所50余年来，西电所为我国电力半导体器件及其应用技术研究作出了重大贡献。
中国西电集团公司参与了“特高压±800kV直流输电工程”项目。图为1月31日该公司车间生产场景。 本报记者 杜玮摄
为世界最先进的输电技术提供“心脏”
本世纪初，随着金沙江中下游大型梯级水电站的开发，西电东送的输电距离由1000公里延伸至2000公里以上，原有的交流输电技术已不能满足发展的需求。于是，±500kV直流输电技术应运而生，解决了远距离输电的难题。但是，随着工农业生产对电力需求的不断加大，±500kV直流输电技术在应用中占地大、损耗高、不经济的弊端日益显现，这对直流输电技术又提出了更高的要求，发展大容量、远距离、高效率的特高压直流输电技术成为我国电力能源跨区域、大范围优化配置的必然选择。
特高压±800kV直流输电技术是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电技术，是实施国家西电东送战略和电力跨区域大范围输送的核心技术，也是世界电力工业发展史上的重要里程碑。
“特高压±800kV直流输电工程”项目是由国家电网公司、中国南方电网有限责任公司、中国西电集团公司、西电所、清华大学等30家单位群策群力共同合作完成的。
西电所承担特高压±800kV直流输电核心器件——特大功率6英寸电控和5英寸光控晶闸管的研制及产业化工作。特大功率晶闸管是直流输电的核心器件，被称为直流输电的“心脏”。2005年，国家电网公司提出建设±800kV特高压直流输电工程后，2006年西电所就成功研发出世界上第一只±800kV特高压直流输电用6英寸4000A-4500A/8500V电控晶闸管，应用于向上线（四川向家坝至上海南汇）和锦苏线（四川锦屏至江苏苏南）直流输电示范工程。
此后，西电所大功率晶闸管技术日臻成熟，基本上每4年就迈上一个新台阶。2010年，西电所成功研发了第二代6英寸5000A/8500V晶闸管，应用于哈郑（哈密至郑州）及溪浙（溪洛渡至浙西）直流输电工程；2014年研制成功全球功率最大的6300A/7500V和5500A/8500V电控晶闸管，能满足±800kV至±1100kV特高压直流输电工程的需求，不断刷新世界纪录。
多项创新技术引领能源产业转型升级
西电所企划部副主任耿涛告诉记者，该所50多人的研发团队经过十几年的艰苦奋战，特大功率6英寸电控和5英寸光控晶闸管制造技术才得以一步步走向成熟。
实际上，刚开始研发大功率晶闸管制造技术的时候，西电所领导和科研人员面临着极大的风险和压力。这是因为，当时在世界范围内没有任何可以借鉴的技术资料，主要原材料单晶硅、金属化陶瓷管壳、超大直径镀铑钼圆片等没有任何公司能够提供，就连与之配套的检测试验设备也要从零起步研发，当时所里现有的版图设计、工艺流程设计以及工艺设备都要更新改造。但是全所上下迎难而上，经过一年的努力，就研制出具有完全自主知识产权的样品。时任国务院领导和时任国家能源局领导听到消息后，专程到研究所听取了汇报，并对后续产业化工作给予了重要指示，使西电所全体员工受到了莫大鼓舞。在国家发展和改革委员会、国家能源局的支持下，该所经过持续不断的努力，在进一步完善工艺、优化参数的基础上，建成了我国第一条特大功率器件生产线及测试试验中心，为世界上第一条特高压直流输电工程提供了核心器件，标志着大功率晶闸管生产从此走上了产业化道路。
现在，作为国内唯一一家研究制造大功率光控晶闸管的单位，西电所已经成功研发出5个直径4个电压等级共20个规格的光控晶闸管，广泛应用于几十个国家西电东送重大能源建设项目。
该所科研人员庞艳丽说，与国外唯一有能力制造大功率光控晶闸管的某知名公司相比，西电所的产品规格更全、结构更新、功率更大，具有完全自主知识产权。其中5英寸3400A/8000V全压接光控晶闸管为国际首创，国家能源局专家鉴定后认为达到国际领先水平。此外，该所前瞻性地研制出世界上第一只6英寸5000A/8500V全压接光控晶闸管，是目前世界上功率容量最大、集成功能最全的特高压光控晶闸管，已完成了产品定型。
西电所通过“特高压±800kV直流输电工程”项目的实施，引领和确定了我国特高压直流输电用晶闸管技术标准与规范，增强了我国特高压直流输电装备的国际竞争力，对加快我国能源产业转型升级、促进“一带一路”建设具有特别重大的意义。
