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超级工程背后的超级团队

乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(简称“昆柳龙直流工程”)是国家“十三五”规划明确的跨省区输电重点示范工程。工程采用±800千伏特高压三端混合直流输电技术,输送容量800万千瓦,全长1452公里的直流线路途径云南、贵州、广西、广东。

工程建设伊始,南方电网超高压公司就集中优势技术资源,组建了昆柳龙直流工程技术攻关的“超级团队”,全力攻克特高压柔性直流、多端混合直流等技术难题,并在疫情防控和工程建设关键阶段开展“百日”攻坚,全力以赴确保工程安全优质投产。

创新导向 抢占直流输电技术“制高点”

昆柳龙工程集特高压多端直流、特高压大容量柔直、特高压混合直流、特高压柔直应用于长距离架空线路等较复杂较前沿的电网技术于一体,需要在新设备、控制保护策略等方面实现多项技术突破,这些给设备研发和工程建设带来了巨大挑战。

南方电网超高压公司统筹内部技术力量、打破组织分隔,抽选65名技术骨干组成了柔直换流阀、直流控保系统、柔直变压器及电抗器、直流开关与穿墙套管等四支攻关团队,并以此为基础,在主设备定标后牵头整合国内相关科研院所和设备厂家骨干力量,扩充成立了四支昆柳龙直流工程关键设备联合攻关团队,围绕特高压多端直流、大容量柔性直流、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)元器件、柔直变压器等关键设备和核心技术全力开展攻坚。

“虽然任务很重,但我们有必胜的信心。”作为系统集成与控制保护团队组长,南方电网超高压公司计划部总经理胡蓉,这位参与了云广特高压直流等多个国家西电东送重点工程建设的“老将”说,“关键技术的突破,不仅可以推进工程进度,更重要的是,可以把核心技术和关键技术掌握在自己手中,提升国际话语权和影响力。”

功夫不负有心人!两年左右的时间,四支攻关团队不畏艰难,高速“超车”,在特高压柔直、多端混合直流领域取得了多项重大突破:攻克换流阀黑模块可靠旁路技术、拓扑结构优化实现柔性直流远距离输电、首次实现特高压柔直功率器件国产化、首次全面梳理特高压多端混合直流运行方式,攻克目前世界电压最高容量最大桥臂电抗器设计研发制造难题、国际上完成HSS(高速开关)直流燃弧试验、启动柔直800千伏穿墙套管国产化研制……在解决世界技术难题的同时,也推动了我国电力装备技术的提升,在电力工程建设史上竖起一座“新峰”。

攻关团队掌握了一批具有自主知识产权的核心技术,包括63项技术标准、90件关键专利、8本专著和109册研究报告,逐渐形成系统全面的特高压多端柔性直流知识产权体系。

破解难题 攻克特高压多端柔直技术“关键点”

柔直昆柳龙直流工程受端两个换流站均采用柔性直流输电,柔直换流阀是柔性直流输电的关键设备之一,这种设备被称为工程的“心脏”。

以往的柔性直流输电,最高电压仅达到±500千伏,然而,昆柳龙直流工程的电压达到±800千伏,可以说,这是个超级强大的“心脏”,将承担着特高压、远距离、大容量清洁水电转换为日常使用的交流电重任。

新技术和新设备在工程中的应用,常常意味着更多的挑战。如何让这颗国产的“心脏”跳动起来,这是摆在攻关团队面前一个难题。柔直换流阀攻关团队组织国内相关科研院及设备厂家,围绕柔直阀功率模块高可靠保护技术、提高柔直阀和阀控可靠性、特高压柔直阀阀控技术、国产功率器件应用等8个攻关方向开展攻关。

柔直换流阀攻关团队组长、南方电网超高压公司基建部总经理任成林说,他们的团队把“高可靠性功率模块旁路技术的研究”作为攻关的重点,自主研究新的柔直换流阀拓扑,研发新型电力电子器件,取得了多项原创性成果,获得了21项核心知识产权专利,实现了“单一模块故障不导致系统跳闸”的攻关技术目标。

“从概念到具体方案,从研究设计到实施,我们先后组织召开了50多次专题技术交流会,30余次现场试验见证,8次攻关组大会,解决了特高压柔直阀参数确定、设计、生产、试验等40余项关键问题。”任成林说,昆柳龙直流工程柔直换流阀技术指标优势明显,一些先进技术不仅应用于即将建设的海上柔直项目,还将被国外厂家所借鉴,居柔性直流工程行业前列。