2019年7月1日凌晨00:37分，中國能建規(guī)劃設計集團中南電力設計院有限公司（以下簡稱“中南電力設計院有限公司”）負責設計的世界上輸送容量最大，也是我國直流電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流換流站——渝鄂直流背靠背聯(lián)網工程（以下簡稱“渝鄂工程”）北通道換流站順利通過168小時試運行；在此之前的6月24日，該項目的南通道換流站已正式投入運。至此，渝鄂工程圓滿收官，具備了商業(yè)運行條件。
項目鳥瞰圖
渝鄂工程采用大功率IGBT電力電子器件，首次將柔性直流單換流器單元輸送容量提升到1250MW，柔性直流輸電電壓為±420kV，是目前世界上輸送容量最大、國內直流電壓等級最高的柔性直流換流站，為我國柔性直流輸電技術的發(fā)展帶來了新的突破。
創(chuàng)新突破意義重大
渝鄂工程2016年12月26日通過國家發(fā)改委核準，2017年5月25日正式開工。工程分為南北兩個通道，在渝鄂斷面九盤至龍泉、張家壩至恩施500千伏輸電通道上，建設宜昌、恩施兩座柔性直流背靠背換流站，每座換流站建設2×125萬千瓦柔性直流換流單元。
據(jù)悉，柔性直流輸電是可控性最高、適應性最好的輸電方式，也是目前最先進的直流輸電技術，以先進的電力電子技術為電網提供靈活的控制手段，可快捷改變電能輸送大小和方向，且能較大幅度節(jié)約占地面積。我國在這一領域處于世界領先地位。
渝鄂工程項目經理劉曉瑞告訴記者，工程運行后，通過兩座背靠背換流站，川渝斷面的雙向輸電能力提升至500萬千瓦，將解決川渝和華中東四省之間500千伏跨區(qū)長鏈式電網存在的穩(wěn)定問題，簡化電網安全穩(wěn)定控制策略，并大幅提高川渝電網與華中電網間的互濟能力，有利于促進西南水電的開發(fā)和大規(guī)模外送。
該工程還為我國柔性直流技術發(fā)展帶來新突破。工程首次應用我國自主研制的大功率IGBT換流閥，并實現(xiàn)了柔性直流輸電的系統(tǒng)成套、設備研制、關鍵組部件和控制保護系統(tǒng)的全業(yè)務環(huán)節(jié)國產化，促進形成柔性直流輸電的全套中國解決方案，有助于推動產業(yè)的全面發(fā)展以及向國際市場的整體邁進。
優(yōu)化設計永無止盡
為把渝鄂工程建設成國際一流的精品工程，中南電力設計院有限公司充分發(fā)揮在技術、人才、管理等方面的優(yōu)勢，針對柔性直流輸電的特殊性，結合國內已建成的廈門和魯西柔性直流輸電工程的設計和運行反饋，系統(tǒng)性和針對性地開展了設計創(chuàng)新工作。
“換流站站址所在地地勢復雜，場平工程量非常大。我們設計團隊集思廣益、開拓思路，提出了諸多先進的優(yōu)化設計理念或技術路線。”電氣一次主設人王剛介紹，我們將大電感橋臂電抗器拆分為雙線圈疊放，大幅降低了換流站占地面積；采用新型爆破深井接地極，有效優(yōu)化了接地網設計，為換流站可靠運行提供了保障。
針對北通道換流站湖北側的聯(lián)接變直接接入毗鄰的龍泉換流站交流場這一特殊的接線情況，電氣二次主設人曹俊龍說：“邏輯上龍泉站的交流場可以視作北通道的一部分，但兩者又不在一個站區(qū)圍墻內。為了北通道換流站的控保系統(tǒng)和龍泉站能夠交互相關信息，我們要在兩站之間建立一個‘信息紐帶’。工程中，我們對保護配置、電流回路、跳閘回路以及信號回路進行了分析和研究，為的就是使這個‘信息紐帶’能有效傳遞信息并且滿足安全可靠要求?！?/p>
換流閥廳內整齊的閥塔
此外，中南電力設計院有限公司設計團隊還和設備廠家討論并優(yōu)化IGBT模塊和閥塔子模塊技術參數(shù)，優(yōu)化閥塔設計方案進而減小閥廳尺寸，同時創(chuàng)新地開展閥廳內管溝優(yōu)化設計，使得施工、檢修及維護更加方便。
三維設計智慧管理
作為渝鄂工程主要設計單位，中南電力設計院有限公司負責了渝鄂工程南通道和北通道兩座柔性直流換流站的柔性直流閥廳、聯(lián)接變壓器以及交流連接區(qū)等關鍵區(qū)域的工程設計。
尤其值得一提的是，中南電力設計院有限公司首次在柔直換流站工程中采用了三維數(shù)字化軟件搭建站內設備的三維數(shù)字化模型，并對各自區(qū)域的接線進行邏輯檢查、防雷計算、空氣間隙校驗、力學校核和碰撞檢查等工作。
據(jù)悉，該工程柔性直流閥廳跨度達65米，為目前國內最大跨度閥廳。閥廳屋面采用鋼網架方案，鋼網架具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優(yōu)點，但是也存在桿件數(shù)量眾多、設計復雜、容易發(fā)生碰撞等問題。
如果采取以往的設計管理流程，往往各自為政，最后匯總時導致反復修改、時間延長。“但此次參與工程的各個專業(yè)都在同一個平臺建模，有效地提高了設計準確率和效率，避免了可能存在的返工的問題?！苯Y構專業(yè)主設人陳寅表示，此次工程閥廳在保證結構整體安全性以及懸吊電氣設備運行可靠性的同時，合理地優(yōu)化構件截面，降低工程造價，同時采用三維數(shù)字化軟件進行空間碰撞檢查，有效地避免了碰撞等問題發(fā)生。
橋臂電抗器
中南電力設計院有限公司項目團隊充分發(fā)揮設計龍頭作用，精心組織、合理安排，協(xié)調其他設計單位統(tǒng)一原則要求，明確分工接口，確保無縫銜接，結合創(chuàng)建國家優(yōu)質工程的目標，以制度和管理創(chuàng)新保證工程設計質量和進度的協(xié)調推進。
“管理創(chuàng)新讓我們的工作效率和質量得到了業(yè)主的高度認可，我們也倍感自豪?！眲匀鸶嬖V記者。（記者 熊源 見習記者 王雷 通訊員 陳鵬 曹俊龍）
