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厦门柔性直流输电科技示范工程建成投运

编辑:李清良   发布时间:2016-03-22

       2015年12月17日上午,在工程顺利完成以双极50万千瓦的输送功率168小时试运行后,国家电网企业总经理助理张丽英在浦园换流站宣布:厦门±320千伏柔性直流输电科技示范工程正式投运。该工程填补了多项世界相关技术领域的空白,也将为厦门岛经济社会发展提供坚强可靠的电力保障。
       一、创国际之最工程,落户国际岛城
       厦门是东南沿海重要的中心城市,未来将建成现代化国际性港口城市。厦门岛是厦门的城市中心和负荷中心,岛内缺乏电厂厂址资源、没有大型电源,厦门岛所有电力负荷均须由岛外电网送入。随着厦门岛负荷的持续增长,预计到2016年,7回220千伏进岛线路将无法满足岛内供电需求。
       一座国际岛城,呼唤大容量高可靠供电。经过前期的可行性研究,国家电网企业批复厦门柔性直流输电科技示范工程可行性研究报告,拟在厦门岛建设柔性直流工程,以满足厦门岛内负荷增长需求,提高厦门岛供电可靠性、输电能力和稳定运行水平,同时推动大容量柔性直流输电科技示范效应。2013年12月19日,福建厦门柔性直流输电科技示范工程获厦门市发改委项目核准批复。
       柔性直流输电技术在清洁能源并网、孤岛供电和大型城市供电方面具有良好的推广前景,是未来区域大规模风电、光伏等清洁能源汇集并网的最佳技术手段。在厦门很难找到线路走廊,且架设跨海线路施工难度很大,使用柔性直流,采用直流电缆,可利用现有的隧道进岛;柔性直流占地面积小,非常适合寸土寸金的厦门。厦门柔性直流工程的建成投运,可有效消除厦门岛作为无源电网的劣势,稳定电网电压,提高供电可靠性、输电能力。
       2014年7月21日,厦门柔性直流工程开工建设。工程额定电压±320千伏,输送容量1000兆瓦,工程新建岛外浦园换流站(送端)、岛内鹭岛换流站工程(受端)两座±320千伏换流站及±320千伏彭厝~湖边柔性直流线路工程,直流线路总长10.7千米,全部为陆缆,采用1800平方毫米大截面绝缘直流电缆敷设,通过厦门翔安海底隧道与两座换流站连接。
       二、科技示范工程,勇攀电网技术高峰
       柔性直流输电是以电压源换流器(VSC)为核心的新一代直流输电技术,其采用最先进的电压源型换流器和全控器件(IGBT),可在传输能量的同时,灵活调节与之相连的交流电网电压,具有可控性较好、运行方式灵活、适用场合多等显著优势。它不仅可以有效地控制其上面通过的电能,隔离电网故障的扩散,还能根据电网需求,自身快速、灵活、可调的输出或者吸取一部分能量。柔性直流输电是一种完全可控的直流输电,它在拥有常规直流所有优点的同时,还能克服常规直流存在的换相失败和无法控制无功问题。通俗地讲,柔性直流输电技术在电网中的应用,相当于在电网中接入一个完全可控的水泵,能够精准地控制水流的方向、速度和流量。
       对于柔性直流输电这项世界电力领域极具挑战性和最前沿的技术,国家电网企业经过10年自主创新,达到了世界领先水平。厦门柔性直流工程采用真双极接线,与交流输电线路、伪双极接线柔性直流输电线路相比,运行方式更灵活、可靠性更高。在交流输电线路和伪双极接线柔性直流输电线路中,任一相(一极)发生故障,将导致本回线路停电,而厦门柔性直流工程采用双极连接方式,两侧换流站之间由两回直流线和一回金属回流线形成回路。当一极发生故障停运时,另一极直流线同金属回流线形成回路,可继续输送50%的额定功率。真双极接线,就像高速公路双车道,A道和B道并列承载交通流量。任意一个车道损坏,另一车道还是可以正常通车。只要正常通车的车道不超过通车量,就可以保持交通畅通。
       厦门柔性直流工程是极具创新引领性的系统工程。该工程是在浙江舟山±200千伏柔性直流工程的应用基础上,从直流电压等级±200千伏到实现世界第一个±320千伏的飞跃,从伪双极到真双极接线的优化,成为目前世界上电压等级最高和输送容量最大的柔性直流工程。
       三、多个第一,考验施工技术
       福建省送变电工程企业副总工程师、厦门柔直工程现场总负责刘东先容,工程施工涉及多项“首台”、“首套”、“首次”新技术,设备技术新,施工安装、调试要求高,工期紧、难度大,前所未有。
       作为工程业主单位,国网福建省电力有限企业与总承包单位、参建单位一起全力推进厦门柔性直流工程建设,提前策划、精心组织,制定了高标准的工程建设目标,确定把工程建设为“安全可靠、自主创新、经济合理、环境友好、国际一流”的优质精品工程。针对柔直工程设备技术新、安装调试要求高、工期安排紧凑等特点,克服高温天气、施工极为复杂等困难,攻坚克难、科学施工,确保了工程按期完工、一次投运成功、安全运行。
       厦门柔直工程换流站联合楼全部采用全钢结构,联合楼钢结构跨度47.2米,是目前国内换流站中跨度最大的,这对钢结构的设计和施工提出了更高的要求。两座换流站有4座联合楼,单座联合楼钢结构有11榀屋架,每一榀屋架重27吨多,通过吊装在16.8米高的钢柱上,形成一个钢结构框架。
       福建省送变电企业克服吊车作业高度受限、危险系数大等施工技术难点,组织技术骨干,经过仔细研究,多次论证和技术改进,确定用80吨双吊车多支点法方案进行整体吊装,50天就安全完成了两座换流站约3000吨的钢结构的吊装。
       柔直工程施工极为复杂,工期又紧,施工单位全面优化工程施工方案,倒排计划,增加人力、物力和机械设备的投入,交叉作业,全过程管控施工建设进度,精益求精抓好安全质量全方位管控。同时,采取“全作业面施工、全天候施工”,通过区域网格化施工管理方式,细分各作业区域,精确安排各区域的施工工序,进行立体交叉作业,确保“时间占满、空间占满”,全员齐心协力、全力以赴加快工程进度。
       在电气安装、调试期间,安装、调试人员早策划、早安排、早介入,实施“灵活机动、动态跟进”的模式,优化调试工作流程和工作安排,提高工作效率,努力缩短工期;严格按照调试工作方案,不放过任何一个细节,认真做好一系列调试试验工作,确保工程调试一次性成功。
       厦门柔直工程的建成投运,标志着我国全面掌握高压大容量柔性直流输电工程设计、设备制造、工程施工调试、运营等关键技术,具备工程成套能力,实现了“中国创造”和“中国引领”,对于进一步提高我国直流输电技术水平和电力装备制造水平具有重要意义,为开拓国际柔性直流工程市场奠定了坚实基础,为更高、更大输送容量柔性直流输电工程的建设提供可复制、可推广的经验,也为全球能源互联网的构建提供了先行实践。
       厦门柔性直流工程投运后,能有效增强厦门地区电网网架结构,有效消除厦门岛作为无源电网的劣势,不仅可以补充厦门岛内电力缺额,满足厦门岛内负荷增长需求,还具备动态无功补偿功能,能快速调节岛内电网的无功功率,稳定电网电压,有力地提高厦门岛电网的供电可靠性、输电能力和稳定运行水平,为厦门经济社会发展提供坚强可靠的电力保障。

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