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打造直流成套设计闪亮名片

北极星输配电网  来源:中电新闻网  作者:谢先哲  2017/9/13 11:47:54  我要投稿  

北极星输配电网讯:特高压直流是目前世界上最先进的输电技术,这五年,从运行2回到投运7回特高压直流输电大通道,特高压技术正在引领加速我国能源改革。这五年,国网北京经济技术研究院(简称“国网经研院”)专注于直流成套设计平台的建设和技术创新,不断加强服务支撑能力建设,积极发展特高压直流技术并带动装备业“走出去”,使我国从直流大国向直流强国迈出了更坚实更稳健的步伐。

目前,国家电网已累计建成“六交七直”特高压工程,在建“三交四直”特高压工程,与此同时渝鄂背靠背柔直和张北柔性直流工程都已开工,在这些重点工程的背后都有国网经研院的身影,而具体承担直流成套设计的该院直流技术咨询中心(简称“直流中心”)也在五年间不断成长进步,实现跨越式发展。直流中心团队以青年专家为主,五年来,在他们的不懈努力下,我国直流特高压成套设计取得了从无到有的巨大成就,实现了我国直流成套设计技术自主化,可以说直流中心取得的成果也是国网经研院五年以来发展的一个突出亮点。

实现直流成套设计从无到有

2383千米,这是目前已经投运的±800千伏甘肃酒泉—湖南特高压直流输电工程的输电距离,它将甘肃的风能、太阳能等清洁电能,直接送往湖南,每年可以给湖南送电400亿千瓦时,可以满足湖南目前四分之一的用电需求。

这条线路的成套设计正是由国网经研院直流中心负责,通过该团队的努力,该工程成套设计在无功补偿与控制策略、接入750千伏系统、交流滤波器结构设计、不同技术路线设备融合、800千伏阀厅设计等方面取得重要创新,大大提高了工程国产化率,提升了我国输变电制造业的自主创新能力。

相比于设计已经典型化、序列化的交流输电工程,直流输电设计是个性化的定制过程,其技术核心就是成套设计。由于成套设计的研究成果直接决定了直流工程设备选型的关键参数,并且技术复杂不易掌握,我国早期的直流工程,成套设计核心技术一直被国外垄断。随着国家电网公司特高压直流工程的建设,凭借多年直流工程一线工作经验,国网经研院直流中心主任陈东率先提出,要研发具有完全自主知识产权的直流成套设计平台,将直流输电核心工具软件经过凝练固化到直流平台上,将直流技术成果由电子资料转化为数据资源为公司直流工程建设发挥更大作用。

国网经研院直流中心组织精锐技术骨干,学习调研考察,积极吸取外方直流技术的营养和精髓,不断充实直流知识和提升直流技术水平,打造了一个适合我国国情的直流换流站设计和设备成套软件平台,并建设了高压直流成套国家级实验室。

目前,面对国家电网公司特高压直流工程的密集建设,国网经研院直流中心全力做好技术支撑,已开展10个±800千伏特高压直流工程和1个±1100千伏特高压成套设计、102个直流阀厅电气施工图设计、8个特高压直流工程控制保护联调实验,解决处理重大技术问题100余项。

刷新直流特高压等级新纪录

五年间,我国特高压建设突飞猛进,新建9条特高压大通道,电压等级、输送容量、输送距离不断刷新世界纪录,基本形成了西电东送,北电南供的特高压输电网络。

8月31日,国家电网公司第二批科技攻关团队后评估结果公布。经过现场检查、视频答辩两个环节的专家评审,国网经研院组建的“±1100千伏特高压直流输电工程成套设计技术科技攻关团队”获评公司优秀科技攻关团队。“±1100千伏特高压直流输电工程成套设计技术科技攻关团队”成立以来,共承担各类科技项目32项,授权发明专利共19项,研究成果已在±1100千伏昌吉—古泉特高压直流示范工程成功应用,创造了多项世界第一,引领了特高压直流输电技术的发展。攻关团队承担的±1100千伏昌吉—古泉特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。该工程送电线路起点为新疆,落点为安徽,线路长度3324千米。

中国工程院院士黄其励说:“±1100千伏昌吉—古泉工程是世界上输送能力最大的,输送距离也是最远的特高压工程,这样一个特高压直流输电工程,正好对世界能量输送,清洁能源输送有非常大的实践意义,中国带了个头。”

引领直流成套设计国际标准

由于我国柔性直流输电起步较晚,核心技术为外方所掌控并对我国采取严格技术封锁,相关资料极度缺乏。面对柔性直流技术的快速发展,国网经研院组织了一支平均年龄不到30岁的技术团队,对柔性直流输电技术开展全面攻关。直流中心主任陈东带领团队借鉴特高压直流工程成套设计经验,结合柔性直流技术特点,开展了针对系统接入、主回路参数设计、绝缘配合设计、控制保护方案等关键技术的专项攻关,进行了大量的试验验证,独立破解了多项技术难题,终于创建了具有完全自主知识产权的高压大容量柔直成套设计专用软件支持系统。

7月27日,由直流中心承担设计世界上电压等级最高、输送容量最大、技术最复杂的柔性直流电网工程———张北可再生能源柔性直流电网示范工程成套设计和初步设计方案通过专家评审,这是国网经研院在全球首次完成柔性直流电网的成套设计,标志着我国已经完全掌握柔性直流电网成套设计能力,其创新引领和科技示范作用重大。

这五年,无论是特高压技术、标准还是重大装备,都实现了完全自主,尤其是中国特高压标准,已经被确定为国际标准向全世界推广。

阀厅作为直流工程交直流转换的心脏,是直流工程设计核心技术的体现,国网经研院阀厅设计在国际上创造了多项第一,经过近10年的发展,设计完成的102个阀厅都一次成功投运,成绩斐然。

技术支撑特高压“走出去”

9月1日,巴西矿产和能源部部长费尔南多在北京人民大会堂,向国家电网公司董事长舒印彪正式颁发巴西美丽山水电送出特高压直流输电二期项目开工许可证。

巴西美丽山特高压直流输电工程是国家电网公司独立中标的特高压输电工程,实现了中国特高压输电技术、电工装备、工程总承包和运行管理一体化“走出去”,将带动近50亿元国产电工装备出口,推动特高压输电技术、规范和标准的全球化应用,促进优势产能国际合作和互利共赢,是国家电网公司推进国家“一带一路”建设和国际产能合作的重要实践。

作为该工程的直流成套设计方,国网经研院直流中心付出了艰辛的劳动,为工程的顺利中标、方案设计、设备招标、建设调试开展了大量研究工作。除此之外,直流中心先后高质量高标准承担巴基斯坦默拉、土耳其凡城等海外直流工程成套设计工作,在我国直流输电技术走向海外的进程中,发挥着越来越重要的作用。

当然,“走出去”过程并非一帆风顺,虽然有着多年国内直流成套设计的工程经验,但是真正走向海外并向外方提交符合当地标准的成套设计研究报告仍然极具挑战。国网经研院直流成套设计团队全面消化、梳理外方的工程要求和属地化技术标准,仅巴西美丽山二期工程就翻译葡萄牙语技术标准达87项,并在设计过程中修改设计软件,全面贯彻当地标准。针对每个国际直流工程的特点,该院要开展专题研究和定制化设计,使成套技术方案与国际工程实际需求更加贴近,完全满足外方业主要求。

以巴西美丽山特高压输电工程为代表,这五年,中国特高压成功实现了“走出去”。依托海外特高压直流工程的成功实施,特高压直流成套设计技术已经成为彰显中国自主创新名片;伴随着“一带一路”倡议的实现,特高压直流输电的名片将更加闪亮。

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原标题:砥砺奋进的五年丨打造直流成套设计闪亮名片

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