据《南方日报》2月18日报道，国内在高压柔性直流换流阀取得技术突破，采用了全国产的6.5kV IGBT。
据了解，这个基于6.5kV/3kA IGBT（绝缘栅双极型晶体管）的柔性直流换流阀装备研发项目是由南方电网超高压公司牵头研发，近期顺利通过中国机械工业联合会组织的新产品技术鉴定。
由中国工程院院士李立浧等11位行业权威专家组成的鉴定评审委员会一致认为，该产品性能总体达到国际领先水平，标志着世界首套6.5kV/3kA IGBT的柔性直流换流阀研制成功，实现了我国重大装备研制的突破，促进了电工装备产业升级，有力支撑新型电力系统建设，助力“双碳”战略目标实现。
据“行家说”了解，该柔直换流阀除了节约用地之外，同时在节能降耗及技术经济方面具有显著优势。相比于之前的4.5kV/3kA IGBT柔直换流阀，该6.5kV产品可以降低损耗23%。
以5GW换流站为例，年节约电量约0.4亿度电，增加直接经济效益超2000万元。该产品未来可广泛应用于大型水电站、大型新能源基地和海上风电柔性直流送出工程，推广应用前景广阔。
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柔性直流换流阀是柔性直流输电工程的“心脏”，是柔性直流输电工程的关键核心设备，当前柔性直流工程中广泛应用4.5kV/3kA IGBT柔直换流阀，这项技术长期被国外垄断。
换流阀装备整个研发过程困难重重，不仅要攻克芯片厚度增加导致器件损耗剧增、二极管反向恢复振荡、芯片终端电场集中且分布不均匀、管壳抗冲击强度不足等新IGBT器件设计难题，还要攻克功率模块板卡区域的电磁应力干扰、IGBT器件关断电压尖峰高、功率模块杂散电感及电场不均衡等换流阀装备研制难题。
据了解，新研制的6.5kV/3kA IGBT柔性直流换流阀，相比于4.5kV/3kA IGBT的柔直换流阀，功率密度提升约27.8%，单桥臂单塔占地面积减少约18.6%，使柔直换流阀更加紧凑，对于西部沙漠、戈壁大型风光基地和东部海上风电集约化开发，解决新能源远距离输送难题及构建新型电力系统具有十分重要的作用。
国产高压IGBT近年来正在逐步打破国外垄断：
▲2016年，中车IGBT模块首次应用于厦门±320kV/1000MW柔性直流输电工程（当时世界最高电压与容量）。
▲2019年11月批复设立南瑞联研半导体有限责任公司，自主设计研发IGBT芯片及模块， 历时2年成功研制出与国际领先厂商技术性能相当的3300伏/1500安 IGBT器件。
▲2021年7月，全球能源互联网研究院有限公司研制的 3300 伏特 ( V ) 绝缘栅双极型晶体管 ( IGBT ) 芯片和模块被列入《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版 )》年，联研院攻关团队突破了制约国内高压 IGBT 发展坚固性差、可靠性低等技术瓶颈，打破了国外技术垄断。同时，项目自主研制出满足柔性直流输电装备需求的 4500V/3000A 低通态压降和 3300V/3000A 高关断能力 IGBT 器件，解决了高压大容量压接型 IGBT 芯片和器件缺乏的问题。
▲2021年10月， 国家电网自主研发生产的 3300伏IGBT器件在福建厦门柔直鹭岛换流站完成调试。
▲2022 年上半年，中车时代电气第四代大尺寸 DMOS+ 芯片的压接式 IGBT 器件正式投运于南方电网工程。
