特变电工西安柔性输配电有限公司参加第十四届直流输电与电力电子专业委员会

在能源转型加速推进、新能源发电规模持续扩大的当下，高效、低成本的电力变换技术成为行业关注焦点。10月22日，特变电工西安柔性输配电有限公司总工程师吴金龙受邀参加直流输电与电力电子专业委员会2025年学术年会（第十四届），并分享模块化换向式变流器（MCC）的研究成果与工程实践。这项由特变电工新能源联合清华大学直流研究中心共同研发的新型技术，正以多项核心优势重塑中高压大功率DC/AC变换领域格局。

作为应对传统变流器诸多痛点的创新解决方案，MCC通过独特的拓扑结构设计，将换流和换向功能分开实现，彻底改变了传统低电平变流器损耗高、器件一致性要求严苛，以及多电平变流器面临高压大电流硬开关难题、需配置庞大支撑电容的现状。其单相工作机理通过级联模块阶梯波叠加构造多电平正弦半波，再经换向换流阀翻转形成正弦全波；三相工作中，通过模块链端口电压叠加构建直流电压，各单相变流器相位差120°形成三相交流输出，配合内外环解耦的基本控制策略及多项附加控制功能，实现了稳定高效的运行控制。

相较于广泛应用的模块化多电平变流器（MMC），MCC展现出四大核心技术优势。在电容用量方面，由于其级联功率模块端口电压峰值仅为MMC的一半，能量脉动频率更高且模块总数更少，总能量脉动显著降低，电容用量大幅减少；功率器件数量上，单相MCC的功率器件数量为3N，远低于MMC的4N（N为MMC单桥臂模块数）；损耗控制领域，借助换向开关在电压过零时切换的特性，实现了近乎零开关损耗的软开关运行，显著降低器件损耗；空间利用上，采用支撑式布置的MCC阀厅占地较MMC减少约60%，立体混合式布置更可节省75%占地，总体积减少约70%，为工程建设提供了极大便利。

在工程实践层面，MCC技术已成功落地并展现出卓越性能。全球首台±15kV/50MWMCC产品于2024年9月在青海并网投运，该项目作为250MW光伏项目的全直流汇集部分，以5个10MW单元汇集至中压直流母线，经MCC变流器逆变为35kV交流电压送入升压站。运行试验表明，设备在有功功率追踪、无功功率阶跃等场景下表现稳定，电能质量各项指标均满足国标要求，总畸变率等关键参数表现优异。与此同时，±50kV/200MWMCC项目正处于交付阶段，预计2025年11月实现带电运行。该项目采用全直流光伏汇集送出方案，无需配套火电打捆及调相机等设备，变换环节少、直流损耗低，特别适用于沙戈荒大规模光伏汇集与远距离送出场景，其换流阀已成功通过绝缘型式试验，各项设计满足电气性能要求。

吴金龙表示，MCC技术凭借显著的技术经济优势，在多个领域拥有广阔应用前景。在海上风电送出领域，与MMC相比，±500kV/2000MW等级的MCC成套设备可使功率器件总量降低28.7%，电容总用量减少85.7%，轻量化与紧凑型特点尤为突出；在异步电网互联场景，±260kV/1500MWMCC换流阀在器件数量和电容用量上也分别实现28.6%和82.1%的降幅。后续，特变电工新能源将在项目实践中开展MCC故障穿越验证工作，持续推动技术优化升级，助力其在更多新能源应用场景中发挥价值。

此次MCC技术的突破与应用，不仅彰显了公司强大的研发创新实力，更为全球清洁能源高效利用提供了全新解决方案。未来，特变电工新能源将继续以“奉献绿色能源、创造美好生活”为使命，持续推进技术创新与工程实践，为构建新型电力系统、实现“双碳”目标贡献特变力量。