DQZHAN訊:打造直流成套設計閃亮名片
特高壓直流是目前世界上*先進的輸電技術,這五年,從運行2回到投運7回特高壓直流輸電大通道,特高壓技術正在**加速我國能源改革。這五年,國網北京經濟技術研究院(簡稱“國網經研院”)專注于直流成套設計平臺的建設和技術**,不斷加強服務支撐能力建設,積極發展特高壓直流技術并帶動裝備業“走出去”,使我國從直流大國向直流強國邁出了更堅實更穩健的步伐。
目前,國家電網已累計建成“六交七直”特高壓工程,在建“三交四直”特高壓工程,與此同時渝鄂背靠背柔直和張北柔性直流工程都已開工,在這些重點工程的背后都有國網經研院的身影,而具體承擔直流成套設計的該院直流技術咨詢中心(簡稱“直流中心”)也在五年間不斷成長進步,實現跨越式發展。直流中心團隊以青年專家為主,五年來,在他們的不懈努力下,我國直流特高壓成套設計取得了從無到有的巨大成就,實現了我國直流成套設計技術自主化,可以說直流中心取得的成果也是國網經研院五年以來發展的一個突出亮點。
實現直流成套設計從無到有
2383千米,這是目前已經投運的±800千伏甘肅酒泉—湖南特高壓直流輸電工程的輸電距離,它將甘肅的風能、太陽能等清潔電能,直接送往湖南,每年可以給湖南送電400億千瓦時,可以滿足湖南目前四分之一的用電需求。
這條線路的成套設計正是由國網經研院直流中心負責,通過該團隊的努力,該工程成套設計在無功補償與控制策略、接入750千伏系統、交流濾波器結構設計、不同技術路線設備融合、800千伏閥廳設計等方面取得重要**,大大提高了工程國產化率,提升了我國輸變電制造業的自主**能力。
相比于設計已經典型化、序列化的交流輸電工程,直流輸電設計是個性化的定制過程,其技術核心就是成套設計。由于成套設計的研究成果直接決定了直流工程設備選型的關鍵參數,并且技術復雜不易掌握,我國早期的直流工程,成套設計核心技術一直被國外壟斷。隨著國家電網公司特高壓直流工程的建設,憑借多年直流工程一線工作經驗,國網經研院直流中心主任陳東率先提出,要研發具有完全自主知識產權的直流成套設計平臺,將直流輸電核心工具軟件經過凝練固化到直流平臺上,將直流技術成果由電子資料轉化為數據資源為公司直流工程建設發揮更大作用。
國網經研院直流中心組織精銳技術骨干,學習調研考察,積極吸取外方直流技術的營養和精髓,不斷充實直流知識和提升直流技術水平,打造了一個適合我國國情的直流換流站設計和設備成套軟件平臺,并建設了高壓直流成套***實驗室。
目前,面對國家電網公司特高壓直流工程的密集建設,國網經研院直流中心全力做好技術支撐,已開展10個±800千伏特高壓直流工程和1個±1100千伏特高壓成套設計、102個直流閥廳電氣施工圖設計、8個特高壓直流工程控制保護聯調實驗,解決處理重大技術問題100余項。
刷新直流特高壓等級新紀錄
五年間,我國特高壓建設突飛猛進,新建9條特高壓大通道,電壓等級、輸送容量、輸送距離不斷刷新世界紀錄,基本形成了西電東送,北電南供的特高壓輸電網絡。
8月31日,國家電網公司**批科技攻關團隊后評估結果公布。經過現場檢查、視頻答辯兩個環節的專家評審,國網經研院組建的“±1100千伏特高壓直流輸電工程成套設計技術科技攻關團隊”獲評公司優良科技攻關團隊。“±1100千伏特高壓直流輸電工程成套設計技術科技攻關團隊”成立以來,共承擔各類科技項目32項,授權發明**共19項,研究成果已在±1100千伏昌吉—古泉特高壓直流示范工程成功應用,創造了多項****,**了特高壓直流輸電技術的發展。攻關團隊承擔的±1100千伏昌吉—古泉特高壓直流輸電工程是目前世界上電壓等級*高、輸送容量*大、輸送距離*遠、技術水平*先進的特高壓輸電工程。該工程送電線路起點為新疆,落點為安徽,線路長度3324千米。
中國工程院院士黃其勵說:“±1100千伏昌吉—古泉工程是世界上輸送能力*大的,輸送距離也是*遠的特高壓工程,這樣一個特高壓直流輸電工程,正好對世界能量輸送,清潔能源輸送有非常大的實踐意義,中國帶了個頭。”
**直流成套設計國際標準
由于我國柔性直流輸電起步較晚,核心技術為外方所掌控并對我國采取嚴格技術封鎖,相關資料極度缺乏。面對柔性直流技術的快速發展,國網經研院組織了一支平均年齡不到30歲的技術團隊,對柔性直流輸電技術開展**攻關。直流中心主任陳東帶領團隊借鑒特高壓直流工程成套設計經驗,結合柔性直流技術特點,開展了針對系統接入、主回路參數設計、絕緣配合設計、控制保護方案等關鍵技術的專項攻關,進行了大量的試驗驗證,獨立破解了多項技術難題,終于創建了具有完全自主知識產權的高壓大容量柔直成套設計專用軟件支持系統。
7月27日,由直流中心承擔設計世界上電壓等級*高、輸送容量*大、技術*復雜的柔性直流電網工程———張北可再生能源柔性直流電網示范工程成套設計和初步設計方案通過專家評審,這是國網經研院在全球**完成柔性直流電網的成套設計,標志著我國已經完全掌握柔性直流電網成套設計能力,其****和科技示范作用重大。
這五年,無論是特高壓技術、標準還是重大裝備,都實現了完全自主,尤其是中國特高壓標準,已經被確定為國際標準向全世界推廣。
閥廳作為直流工程交直流轉換的心臟,是直流工程設計核心技術的體現,國網經研院閥廳設計在國際上創造了多項**,經過近10年的發展,設計完成的102個閥廳都一次成功投運,成績斐然。
技術支撐特高壓“走出去”
9月1日,巴西礦產和能源部部長費爾南多在北京人民大會堂,向國家電網公司董事長舒印彪正式頒發巴西美麗山水電送出特高壓直流輸電二期項目開工許可證。
巴西美麗山特高壓直流輸電工程是國家電網公司獨立中標的特高壓輸電工程,實現了中國特高壓輸電技術、電工裝備、工程總承包和運行管理一體化“走出去”,將帶動近50億元國產電工裝備出口,推動特高壓輸電技術、規范和標準的全球化應用,促進優勢產能國際合作和互利共贏,是國家電網公司推進國家“一帶一路”建設和國際產能合作的重要實踐。
作為該工程的直流成套設計方,國網經研院直流中心付出了艱辛的勞動,為工程的順利中標、方案設計、設備招標、建設調試開展了大量研究工作。除此之外,直流中心先后高質量高標準承擔巴基斯坦默拉、土耳其凡城等海外直流工程成套設計工作,在我國直流輸電技術走向海外的進程中,發揮著越來越重要的作用。
當然,“走出去”過程并非一帆風順,雖然有著多年國內直流成套設計的工程經驗,但是真正走向海外并向外方提交符合當地標準的成套設計研究報告仍然**挑戰。國網經研院直流成套設計團隊**消化、梳理外方的工程要求和屬地化技術標準,僅巴西美麗山二期工程就翻譯葡萄牙語技術標準達87項,并在設計過程中修改設計軟件,**貫徹當地標準。針對每個國際直流工程的特點,該院要開展專題研究和定制化設計,使成套技術方案與國際工程實際需求更加貼近,完全滿足外方業主要求。
以巴西美麗山特高壓輸電工程為代表,這五年,中國特高壓成功實現了“走出去”。依托海外特高壓直流工程的成功實施,特高壓直流成套設計技術已經成為彰顯中國自主**名片;伴隨著“一帶一路”倡議的實現,特高壓直流輸電的名片將更加閃亮。