2019年7月1日凌晨00:37分，中國能建規(guī)劃設(shè)計集團(tuán)中南電力設(shè)計院有限公司（以下簡稱“中南電力設(shè)計院有限公司”）負(fù)責(zé)設(shè)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(wǎng)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(nèi)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(shù)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(zhǔn)，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(shè)宜昌、恩施兩座柔性直流背靠背換流站，每座換流站建設(shè)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(yīng)性最好的輸電方式，也是目前最先進(jìn)的直流輸電技術(shù)，以先進(jìn)的電力電子技術(shù)為電網(wǎng)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(lǐng)域處于世界領(lǐng)先地位。
渝鄂工程項目經(jīng)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?zhǔn)诫娋W(wǎng)存在的穩(wěn)定問題，簡化電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制策略，并大幅提高川渝電網(wǎng)與華中電網(wǎng)間的互濟(jì)能力，有利于促進(jìn)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(shù)發(fā)展帶來新突破。工程首次應(yīng)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(shè)備研制、關(guān)鍵組部件和控制保護(hù)系統(tǒng)的全業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)國產(chǎn)化，促進(jìn)形成柔性直流輸電的全套中國解決方案，有助于推動產(chǎn)業(yè)的全面發(fā)展以及向國際市場的整體邁進(jìn)。
優(yōu)化設(shè)計永無止盡
為把渝鄂工程建設(shè)成國際一流的精品工程，中南電力設(shè)計院有限公司充分發(fā)揮在技術(shù)、人才、管理等方面的優(yōu)勢，針對柔性直流輸電的特殊性，結(jié)合國內(nèi)已建成的廈門和魯西柔性直流輸電工程的設(shè)計和運行反饋，系統(tǒng)性和針對性地開展了設(shè)計創(chuàng)新工作。
“換流站站址所在地地勢復(fù)雜，場平工程量非常大。我們設(shè)計團(tuán)隊集思廣益、開拓思路，提出了諸多先進(jìn)的優(yōu)化設(shè)計理念或技術(shù)路線?！彪姎庖淮沃髟O(shè)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(wǎng)設(shè)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(cè)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(shè)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(nèi)。為了北通道換流站的控保系統(tǒng)和龍泉站能夠交互相關(guān)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(hù)配置、電流回路、跳閘回路以及信號回路進(jìn)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。”
換流閥廳內(nèi)整齊的閥塔
此外，中南電力設(shè)計院有限公司設(shè)計團(tuán)隊還和設(shè)備廠家討論并優(yōu)化IGBT模塊和閥塔子模塊技術(shù)參數(shù)，優(yōu)化閥塔設(shè)計方案進(jìn)而減小閥廳尺寸，同時創(chuàng)新地開展閥廳內(nèi)管溝優(yōu)化設(shè)計，使得施工、檢修及維護(hù)更加方便。
三維設(shè)計智慧管理
作為渝鄂工程主要設(shè)計單位，中南電力設(shè)計院有限公司負(fù)責(zé)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(guān)鍵區(qū)域的工程設(shè)計。
尤其值得一提的是，中南電力設(shè)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(nèi)設(shè)備的三維數(shù)字化模型，并對各自區(qū)域的接線進(jìn)行邏輯檢查、防雷計算、空氣間隙校驗、力學(xué)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(dá)65米，為目前國內(nèi)最大跨度閥廳。閥廳屋面采用鋼網(wǎng)架方案，鋼網(wǎng)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(shè)計復(fù)雜、容易發(fā)生碰撞等問題。
如果采取以往的設(shè)計管理流程，往往各自為政，最后匯總時導(dǎo)致反復(fù)修改、時間延長?！暗舜螀⑴c工程的各個專業(yè)都在同一個平臺建模，有效地提高了設(shè)計準(zhǔn)確率和效率，避免了可能存在的返工的問題。”結(jié)構(gòu)專業(yè)主設(shè)人陳寅表示，此次工程閥廳在保證結(jié)構(gòu)整體安全性以及懸吊電氣設(shè)備運行可靠性的同時，合理地優(yōu)化構(gòu)件截面，降低工程造價，同時采用三維數(shù)字化軟件進(jìn)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(shè)計院有限公司項目團(tuán)隊充分發(fā)揮設(shè)計龍頭作用，精心組織、合理安排，協(xié)調(diào)其他設(shè)計單位統(tǒng)一原則要求，明確分工接口，確保無縫銜接，結(jié)合創(chuàng)建國家優(yōu)質(zhì)工程的目標(biāo)，以制度和管理創(chuàng)新保證工程設(shè)計質(zhì)量和進(jìn)度的協(xié)調(diào)推進(jìn)。
“管理創(chuàng)新讓我們的工作效率和質(zhì)量得到了業(yè)主的高度認(rèn)可，我們也倍感自豪?！眲匀鸶嬖V記者。（記者 熊源 見習(xí)記者 王雷 通訊員 陳鵬 曹俊龍）
