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湖北工程公司:参与能源互联 助力绿色冬奥
来源:湖北工程公司 作者:吕金锋 罗咏 叶丽莎 肖建勋 时间:2020-07-09 字体:[ ]

近日,湖北工程公司设计院参与建设的张北柔性直流电网试验示范工程(以下简称张北柔直工程)竣工投产,张家口地区大量的清洁能源源源不断送入北京,为实现绿色冬奥做出了积极贡献。

张北柔直工程是世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流工程。工程投产后,能够满足700万千瓦新能源装机的外送和消纳需求,每年可输送约140亿千瓦时清洁电力,全面满足北京地区以及张家口地区的26个冬奥会场馆用电需求,助力北京冬奥场馆实现奥运史上首次实现100%清洁能源供电,每年节约标准煤490万吨,减排二氧化碳1280万吨。实现了张北新能源基地、丰宁储能电源与北京负荷中心可靠互联,大幅提升能源供给的清洁比重,为冬奥会提供坚强、充裕的绿色能源保障。

张北柔直工程新建张北、康保、丰宁和北京4座换流站,额定电压±500千伏,额定输电能力450万千瓦,新建4条总长为666公里的±500千伏直流输电线路。

创造十二项世界第一、实现三大突破

世界上第一个真正具有网络特性的直流电网;世界上第一个采用真双极接线的大规模风电、光伏孤岛送出直流电网工程;世界上第一个实现风、光和储能多能互补的直流电网;世界上第一个采用架空输电线路的柔性直流电网;世界上第一个中性线采用金属回线的直流电网;世界上第一个基于直流电网的多维度多要素控制保护系统;世界上最高电压等级最大容量的柔性直流换流站(±500千伏、3000MW);世界上最高电压等级最大开断能力直流断路器(535千伏、25kA、3ms);世界上最高电压等级最大换流容量柔性直流换流阀(535千伏、3000MW);世界上最大容量交流耗能装置(8×375MW);世界上最高电压等级最大输送能力直流电缆(535千伏、3000A);世界上最大功率全控可关断器件(4.5千伏、3000A大功率IGBT)。

实现三大突破为:首次突破柔性直流组网技术;首次将柔性直流的输电容量提升至常规直流水平;首次将柔性直流的可靠性提升至常规直流水平。

   攻坚克难,顺利终勘

在该工程建设过程中,湖北工程公司设计院承担了该线路工程张北换流站至崇礼宣化县界的87公里线路的勘察设计工作,线路途经张家口市张北县、万全县和崇礼县。这是该院参与的第3条±500千伏直流线路设计,也是首次在湖北省外中标500千伏线路工程。

2017年2月,湖北工程公司设计院工程组驱车两天,赶赴张家口开展初设踏勘,当时张北坝上正处于“严寒模式”,最低温已达-30℃,伴随着张北的大风,工程组成员依然坚持现场调查,顺利完成初勘任务。

2017年4月底,公司积极筹划,派出精兵强将奔赴现场终勘。由于设计线路所在标段的崇礼区山势陡峭,行走困难,植被稀疏,当地气候相对恶劣,天气多变。5月初在立夏的那天,在崇礼区的山上还飘起了雪花;5月底白天气温已酷热难耐。整个终勘过程,现场的工程组成员抗严寒斗高温,克服高原紫外线强的不利因素,在“五一”劳动节、端午节假期也依然暴晒在野外持续工作。充分发扬了“凝心、聚力、创新、共享”的企业核心价值理念,于6月初率先完成了终勘任务。

  勇于创新,精心服务

湖北工程公司设计院除了承担87公里线路的勘察设计工作,还负责完成《导线布置及线路走廊宽度优化设计研究》的专题研究工作。该专题也是国内首次系统地研究了直流单回双极、双回四极和金属回流线同塔架设时杆塔布置方式,为该工程各设计单位工程实际应用提供了理论依据。

该工程地处高海拔地区,高寒、大风等恶劣天气较多,当地人常说“张北的风一年刮两次,一次刮半年”,因此年有效施工期较短。在工程28个月建设工期内,工程组人员始终提供迅捷、优质的工代服务,无论工程造价,还是实施方案,都很好的满足了需求,实现了设计“零变更”,得到了业主的肯定。

张北柔直工程的创新实践,将推动我国柔性直流输电技术在更高电压等级、更大输送容量上创新发展,巩固和扩大我国在世界直流输电领域的技术领先优势,提高我国电工装备制造业自主创新能力和国际竞争力。

苦干实干,终创辉煌

工程建设中,湖北工程公司设计院监理的±500千伏丰宁换流站,是张北柔直电网的调节站。丰宁换流站工程作为拥有“十二项世界第一”的柔性直流电网试验示范工程,其柔直技术应用所需工作要求不亚于普通±800千伏换流站。

2020年初,受疫情影响,为全力以赴推动本工程调试进度,按照国网公司提出的“计划不调、任务不减、目标不变”的要求。公司成立了攻坚指挥部,全力奋战,设计院各监理人员分工明确,攻克难关,最终在既定的时间节点完成了调试工作,为张北柔直工程顺利投产奠定了坚实基础。

从2017年8月10日四通一平工程开工,2018年3月31日桩基工程开工,4月22日土建主体工程开工,11月10日建筑物主体结构封顶,到2019年12月11日交流系统调试完成,再到2020年1月19日丰宁站直流站系统调试完成,6月25日张北工程系统调试完成,最终168h试运行结束,历时36个月(1048天),克服场平土方工程量大(130万立方)、高边坡(72米)、冬期长(5个月)等困难,顺利完成工程整体建设目标。

湖北工程公司设计院圆满完成各项建设任务,进一步彰显公司的品牌和雄厚的技术实力,下一步,公司将时刻秉承“建卓越价值工程,绘绿色和谐蓝图”的企业使命,在新的征程上再接再厉、再立新功,全力为社会提供卓越工程,成为“建设美丽中国”的重要力量。


世界首个±500千伏柔性直流电网工程


图为 ±500千伏四端柔性直流电网示意图




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