柔直电网即柔性直流输电系统,是基于电压源换流器(VSC)技术的新型输电网络,核心功能是实现电能的灵活转换与高效传输,核心部件包括换流阀、换流变压器、直流电抗器及关键储能元件,其中换流阀是电能转换的核心单元。


与传统直流输电相比,柔直电网的突出优势在于:

  • 可控性强:可独立调节有功功率与无功功率,快速响应电网波动;

  • 适配性广:能高效接入风电、光伏等新能源发电单元,解决新能源并网的波动性问题;

  • 安全性高:采用模块化设计,换流站结构紧凑,故障影响范围更小。


薄膜电容是柔直电网换流阀的DC-Link主要部件,负责能量的瞬间缓存和稳定直流电压,可大幅提升输电系统的稳定性和传输效率。国内近年重大柔直工程中,薄膜电容的国产化应用已实现突破性进展

案例 1:张北柔性直流电网试验示范工程 

该工程是全球首个特高压柔直电网工程,连接张北新能源基地与北京负荷中心,实现风电、光伏等清洁能源的跨区域输送,创造 12 项 “世界第一”,其核心供电保障任务包括北京冬奥会的 “100% 绿电” 供应。

该工程的薄膜电容由无锡赛晶电力电容器有限公司研发生产,在项目招标中,无锡赛晶以综合评分第一名中标,组建专项攻关研发团队,历时一年为工程量身打造绿色电容器,产品覆盖张北、康保、丰宁三座换流站,共计 13 组核心设备。

该电容器入选能源领域首台(套)重大技术装备,首次实现柔直换流阀核心电容的国产化替代,打破国外厂商垄断,挂网运行至今保持零故障、零缺陷、零整改记录。

柔直、SVG 等电力领域用直流支撑电容器赛晶

案例 2:甘肃 - 浙江 ±800kV 特高压柔直工程 

作为我国西电东送骨干工程,该项目输送容量达 800 万千瓦,是目前电压等级最高的柔直工程之一。其薄膜电容由法拉电子供应,提供 ±800kV 干式直流支撑电容,首次正式进入柔直换流阀核心环节,全面替代原进口产品。

甘肃—浙江±800千伏特高压直流工程武威换流站效果图

技术亮点方面,该电容在 2.8kV 工作电压、800kV 系统冲击下,实现寿命与自愈能力双达标,依托法拉电子在新能源汽车领域 10 亿公里运行的 “大数据背书”,顺利通过国家电网 “零容忍” 级严苛测试。

应用效果显著,国产化电容相比进口产品成本降低 50%,供货周期缩短 30%,为工程降本增效提供关键支撑。

案例 3:昆柳龙特高压多端柔直示范工程 

该工程是全球首个多端柔直工程,连接云南昆明、广西柳州、广东龙门,实现西南水电与华南负荷的精准匹配。胜业电气负责研制生产的全国产化柔性直流输电换流阀用干式电容器在昆柳龙特高压多端柔性直流示范工程龙门换流站顺利带电运行

昆柳龙直流工程±800千伏龙门换流站

技术突破上,该产品通过西安高压电器研究院(西高院)的权威认证,各项指标达到国际先进水平,首次实现多端柔直系统中电容的批量国产化应用,打破 ABB、西门子等外资厂商的长期垄断。

运行表现方面,带电运行以来,电容的谐波吸收效率达 99.2%,电压波动抑制精度控制在 ±2% 以内,有效保障了系统稳定运行。

案例 4:福建平潭 - 金门 ±320kV 柔性直流工程

该工程是我国首条跨海柔直输电工程,连接福建平潭与台湾金门,是两岸能源互联的关键示范项目,主要承担金门地区的清洁能源供电任务,解决其传统火电依赖问题,输送容量达 100 万千瓦。

厦门±320千伏柔性直流输电科技示范工程

工程的薄膜电容由铜峰电子研发供应,凭借 “上游薄膜 + 下游电容” 的一体化产业链优势成功中标,供应产品包括换流阀直流支撑电容与滤波电容两大类核心元件,共计 8 组成套设备,覆盖平潭、金门两座换流站。

技术亮点方面,铜峰电子自主研发的聚丙烯薄膜(自给率达 70%)为电容核心材料,显著降低生产成本的同时保障供应稳定性,产品适配 ±320kV 系统电压,损耗角正切值低至 0.0005(1kHz 条件下),满足柔直系统低损耗运行要求,工作温度范围 -40℃~85℃,通过 5 万次自愈性测试,在高湿度、高盐雾的跨海工况下仍保持优异稳定性。

应用效果上,该电容实现中高压柔直电容的低成本国产化替代,相比进口产品价格降低 35%,挂网运行至今已稳定工作超 3 年,零故障记录,谐波抑制效果达标率 100%,为跨海柔直工程的设备国产化提供了重要参考。

来源:艾邦智造前沿综合整理

艾邦搭建了“薄膜电容器产业交流群”,松下、TDK、尼吉康、胜业电气、鹰峰电子、南通江海、常捷、铜峰电子宁波新容、格力新元、顺美莱、久信科技、明路电力、宏发、华容电子、通容电子、宏钇科技、昇凰电子、六和电子、丰明电子等企业已加入:

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作者 808, ab