750 миллионов вольт-ампер в клетке. Как Китай научился укрощать магнитные бури внутри своей сети

Прошлым летом Китай едва не получил эффект домино в энергосистеме: в Синьцзяне колебания низкой частоты, которые связали с неудачной интеграцией ветроэнергетики, почти потянули за собой всю национальную сеть. Теперь инженеры заявляют, что у них появился инструмент, который должен не дать подобным «зеленым» скачкам снова приблизить страну к тотальному блэкауту.

Компания Changzhou Xidian Transformer из провинции Цзянсу сообщила о создании «самого мощного в мире» интеллектуального преобразовательного трансформатора постоянного тока. Речь идет об оборудовании на 750 млн вольт-ампер, которое, по данным китайского издания Jinbaonet, установило мировой рекорд по мощности одного преобразовательного трансформатора в сегменте гибких систем передачи постоянного тока. В публикации подчеркивается, что такая техника помогает стабилизировать работу сети там, где на стороне генерации велика доля нестабильных возобновляемых источников.

Новый трансформатор создавали под проект передачи электроэнергии с запада на восток, конкретно для линии из Ганьсу в Чжэцзян. Это, как утверждается, первый в мире проект сверхвысоковольтной «гибкой» передачи постоянного тока. Протяженность системы около 2370 км, а после ввода в строй она должна ежегодно передавать в Чжэцзян более 36 млрд кВт⋅ч «чистой» энергии. Логика понятна: в западных регионах бурно растет генерация, в восточных провинциях сосредоточен основной спрос.

Для таких расстояний постоянный ток давно считается выгодным вариантом: потери ниже, управляемость выше, а подключение ветра и солнца обычно проще, чем в классических схемах переменного тока. Проблема в том, что погода не подписывает контракт на стабильность. Ветер и солнце дают энергию рывками, и если их доля в балансе высокая, сеть становится более чувствительной к колебаниям и ошибкам настройки.

Changzhou Xidian Transformer, входящая в государственную China XD Group, описывает свою разработку как крупноемкое решение для современной энергосистемы. По сути, это узловой элемент преобразовательной станции, который помогает превращать переменный ток в постоянный для передачи по магистрали, а затем обратно в переменный на приемной стороне. Разработчики отдельно отметили методы контроля утечек магнитного потока и мониторинга температуры с помощью волоконно-оптических датчиков, чтобы оборудование оставалось надежным в тяжелых режимах.

Команда также сообщает о серии испытаний, включая проверки на импульсы молнии и переходные режимы при переключениях между переменным и постоянным током. По их словам, результаты подтвердили работоспособность системы, а измерения нагрева и потерь оказались лучше расчетных требований.

Интересно, что гонка мощностей в HVDC-сегменте идет давно. Еще в 2018 году Siemens объявляла о поставке в Китай на тот момент самого мощного HVDC-трансформатора, первого в мире для уровня 1100 кВ. Тогда компания подчеркивала, что такие трансформаторы являются частью преобразовательных станций, которые переводят переменный ток в постоянный в начале линии и возвращают его обратно на конце, позволяя передавать энергию на тысячи километров с низкими потерями. Теперь китайские производители утверждают, что сделали следующий шаг, нацеленный именно на устойчивость сети в эпоху «капризной» генерации.