数千次试验攻坚超导带材
100%自主研发 “国产货”领跑世界
“国际上没有高压超导直流限流器的先例可循，意味着160千伏超导直流限流器从设计到开发都只能通过自主创新来实现。” 项目技术负责人、广东电网能源技术公司专家宋萌说，这台历时三年研制的超导直流限流器实现100%自主研发，形成包括“高性能双面封装带材”、“高耐压跨温区高压套管”等在内的多项创新技术亮点，申请超过60个发明专利，抢占超导电力装备制造和应用的全球制高点。
据悉，研发时最大的困境，莫过于超导材料“卡脖子”。“超导材料不仅要同时满足‘零电阻’和‘高电阻’两个条件，其工艺、成分、参数需针对挂网柔直系统的目标量身打造，这就意味着需要依靠大量的实验数据。”宋萌称，限流器能够承受多大的故障电流，呈现多大的电阻是研发的关键。
为了得到符合项目要求的超导材料，研发团队搭建大电流冲击平台，对上百种带材进行超过千次的冲击实验，“各项性能参数是相互制约，每一次冲击都要从细微的曲线变化反推背后的复杂因素，得出定量化的参数修正指标，我们分析至少上万组曲线。”宋萌说。
此外，在材料制备的环节，面对只有万分之一头发丝厚度的十多个涂层，上百道制作工艺，项目团队在1年多的时间里完成近300项制备参数的调整、超过5000次对照试验，对不同的超导材料开展样品实验和缺陷分析，终于成功研制出电阻型超导限流器用高性能高温超导带材（YBCO超导带材），并实现批量化自主生产。宋萌还表示，围绕应用需求，他们还独家采用双超导层结构，提高单根带材临界电流，更小体积，更加可靠，这是国内首次。
“走出实验室”的世界第一台
新能源大规模入网再添保障
“南澳柔直系统就像是为超导直流限流器量身打造的‘工作岗位’，让科研成果走出实验室，有了用武之地。”示范工程系统调试现场负责人、广东电网能源技术公司专家盛超介绍，未来柔直系统有了“巨型胶囊”的加持，将有利于充分释放柔直输电潜能，让更多的绿色风能并网运行，助力打赢防治污染攻坚战。
截至目前，南澳柔直系统已累计往大陆输送清洁风电11.56亿度，相当于减排二氧化碳88.73万吨。
从独立的样机研制到系统性的示范工程应用是一次重大的跨越。承担实用化运用重任的“巨型胶囊”，经历比项目标准更严苛的冷热循环试验、绝缘试验、大电流冲击试验等考验，接下来将全力迎接为期6个月的现场实践挑战。