近日，由中国科学院电工研究所（以下简称电工所）牵头承担的国家重点研发计划“可再生能源与氢能技术”重点专项“陆上风电场群全直流发电系统及协同控制技术”项目通过验收。依托该项目，电工所可再生能源发电系统研究部牵头在新疆乌鲁木齐达坂城风电场建成首个±30kV/5MW陆上风电直流发电示范系统，取得了直流变换器、直流断路器、控制保护、接入系统等一批原始性专利技术，为边疆风电基地规模化开发，提供了技术支撑。
首个陆上风电全直流发电示范系统。电工所供图
风力发电基地聚集优势资源、发挥规模效应，是风力发电规模化发展的重要方向。陆上风电全直流发电系统颠覆传统风电系统结构，具备更优异的稳定性与更强的电网适配性，能够显著提升电网运行可靠性，为大型风电基地提供高效可靠并网解决方案。
团队突破了多维极端约束和多物理场强耦合下直流变换器高效可靠转换技术瓶颈，提出了大功率、高效率、高功率密度直流变换器拓扑、高压高频变压器技术和高可靠协同控制技术，研制完成了首台±30kV/5MW风电机组中压直流变换器，最大转换效率98.67%，功率密度达到116.55kW/m3。在此基础上，在新疆达坂城建成首个±30kV/5MW陆上风电全直流发电示范系统，首次实现大功率中压直流变换技术在风力发电场景中的实证应用，为风电全直流发电系统的高效、稳定运行提供了强力支撑。
该项目攻克的大功率中压直流变换核心技术，拥有完全自主知识产权，是我国新能源领域一项原创性、颠覆性的重大技术突破。相关打破了传统风电系统依赖交流汇集与多级变流的路径，实现了高效、高可靠、低损耗的直流能量传输，显著提升风电系统整体效率，为陆上、海上大型风电基地开发和新型电力系统构建提供了关键支撑。其成功应用增强了我国在新能源核心技术领域的自主可控能力，对加快能源转型、保障国家能源安全具有重大意义。
下一步，研究团队将进一步聚焦大功率风电机组中压直流变换技术产业化，并在陆上可再生能源基地、深远海风电、绿电直供等重大场景取得批量应用，力争为我国“双碳”目标提供自主可控核心技术支撑。
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