“背靠背”联网让电网更安全

　　7月1日，中国能建规划设计集团中南院（以下简称“中南院”）承担设计的世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流换流站——渝鄂直流背靠背联网工程（以下简称“渝鄂工程”）北通道换流站顺利通过试运行。6月24日，该项目的南通道换流站已正式投运。至此，渝鄂工程圆满收官，正式具备了商运条件。

　　柔性直流输电是目前最先进的直流输电技术，渝鄂工程首次将单体换流单元输送容量提升到125万千瓦，将电压提升至±420千伏，进一步巩固了我国柔性直流输电技术的领先地位。

　　创新突破 稳定电网

　　柔性直流输电可灵活快捷地改变电能输送大小和方向，较大幅度节约占地面积，是目前可控性最高、适应性最好的输电方式，我国在这一领域处于世界领先地位。渝鄂工程于2017年5月25日正式开工，分为南北两个通道，在渝鄂断面九盘至龙泉、张家坝至恩施500千伏输电通道上，建设宜昌、恩施两座柔性直流背靠背换流站。

　　“渝鄂工程运行后，可将川渝双向输电能力提升至500万千瓦，可解决川渝和华中东四省之间500千伏跨区长链式电网存在的稳定问题，并大幅提高川渝电网与华中电网间的互济能力，有利于促进西南水电的开发和大规模外送。”项目经理刘晓瑞介绍道。

　　随着西南水电加快开发，华中区域将形成交、直流电并行格局，电网稳定问题将愈发突出。渝鄂工程有利于扩大丰水期四川水电外送规模，改善东中部地区能源消费结构和大气环境质量。工程投运后，渝鄂双向送电能力可提升至500万千瓦，不仅提升了川渝藏鄂豫湘赣七省市区的电网稳定性，也让西南、华中、华东三大电网跨区输电更加顺畅安全。

　　优化设计 产业升级

　　“背靠背”联网不用新建直流线路，即可实现区域电网的分离、可控，我国已建成的背靠背工程电压等级、容量不断提高，技术不断取得突破。中南院充分发挥在技术、人才、管理等方面的优势，将渝鄂工程建设成国际一流的精品工程。

　　“换流站站址所在地地势复杂，场平工程量非常大。中南院设计团队提出了诸多先进的优化设计理念或技术路线。”据电气一次主设人王刚介绍，中南院设计团队优化了大电感桥臂电抗器叠放方式，大幅降低了换流站占地面积，有效优化了接地网设计，为换流站可靠运行提供了保障。

　　渝鄂工程北通道换流站湖北侧接线情况特殊，联接变直接接入毗邻的龙泉换流站交流场。电气二次主设人曹俊龙说：“逻辑上龙泉站的交流场可以视作北通道的一部分，但两者又不在一个站区围墙内。中南院在两站之间建立了一个‘信息纽带’，让北通道换流站的控保系统和龙泉站相关信息能够有效传递，并且安全可靠。”

　　中南院设计团队还和设备厂家讨论并优化电力电子模块和阀塔子模块技术参数，优化阀塔设计方案，创新开展阀厅内管沟优化设计，使得施工、维护及检修更加方便。

　　依托渝鄂工程，我国柔性直流技术发展实现了新突破。工程首次应用了我国自主研制的大功率电力电子换流阀，实现了柔性直流输电的系统成套、设备研制、关键组部件和控制保护系统的全业务环节国产化，促进形成了柔性直流输电的全套中国解决方案，有助于推动相关产业的全面发展以及向国际市场的整体迈进。

　　三维设计 智慧管理

　　作为渝鄂工程主要设计单位，中南院承担了南北通道两座柔性直流换流站的柔性直流阀厅、联接变压器以及交流连接区等关键区域的工程设计。

　　尤其值得一提的是，中南院首次在柔直换流站工程中采用了三维数字化软件搭建站内设备的三维数字化模型，并对各自区域的接线进行逻辑检查、防雷计算、空气间隙校验、力学校核和碰撞检查等工作。渝鄂工程柔性直流阀厅跨度达65米，是目前国内最大跨度阀厅，采用钢网架方案，钢网架具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点，但是也存在杆件数量众多、设计复杂、容易发生碰撞等问题。

　　如果采取以往的设计管理流程，往往“各自为政”，最后汇总时反复修改、时间延长。“此次参与工程的各个专业都在同一个平台建模，有效地提高了设计准确率和效率，避免了可能存在的返工问题。”结构专业主设人陈寅表示，阀厅不仅在保证整体安全性以及设备运行可靠性的同时，合理地降低了工程造价，还有效避免了碰撞等问题发生。

　　中南院项目团队充分发挥设计龙头作用，精心组织、合理安排，以制度和管理创新保证工程设计质量和进度的协调推进。“管理上创新让我们的工作效率和质量得到了业主的高度认可，我们也倍感自豪。”刘晓瑞说。（■特约通讯员 陈鹏 曹俊龙）