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銀纜笑傲官廳水 柔直塔架掀綠波——記±500千伏張北柔性直流電網試驗示范工程設計
來源:電網工程事業部 作者:金明、韓韡 日期:2019-11-28 訪問次數: 字號:[ ]

初冬的官廳水庫,橫跨水面的絲絲銀線串聯起湖心和兩岸的鐵塔,與毗鄰的京張高鐵彩虹橋遙相呼應。

1115日,隨著張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程(以下簡稱“張北柔直工程”)官廳水庫跨越段最后一相導線緊線完畢,由公司承擔設計的該工程關鍵標段全線貫通。

建世界之最,譜電網新篇

張北柔直工程是世界首個柔性直流電網工程,也是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程,額定電壓±500千伏,建設666公里±500千伏直流輸電線路,新建張北、康保、豐寧和北京4座換流站,總換流容量900萬千瓦,匯集了大規模風電、光伏、儲能、抽蓄等多種形態能源輸送方式,具有更好的經濟性與靈活性。

同時,張北柔直工程可滿足河北張家口地區新能源送出和北京市接納新能源電量的需要,并支撐2020年北京低碳綠色冬奧會全清潔能源供電,對貫徹落實我國能源轉型與綠色發展決策部署,加強電網等基礎設施網絡建設,推進能源生產和消費革命,構建清潔低碳、安全高效的能源體系將起到科技引領示范作用。

公司承??輩饃杓迫撾竦某袒忱聰厥矣簾本┗渙髡鞠唄?,全長50.755公里,是全線路徑最復雜、技術難度最大、工程量最大的設計標段,其中的官廳水庫跨越段,更是全線的核心控制工程。

為進一步深耕柔性直流輸電技術這片“新大陸”,公司不斷摸索先進的設計理念、探尋合理的技術方案,自2017年年初中標,即刻組織精干力量,全力以赴投入設計。設計團隊每天在會議室共同優化指標,探討方案至深夜,回家后再繼續整理提資,結束工作常常已是第二天清晨,八點又準時集結繼續設計,用辛勤和汗水,在冀北燕山群間、官廳水畔“同舟共濟”,譜寫輸變電業務新篇章。

琢最佳方案,繪綠水青山

官廳水庫是新中國成立后建設的第一座大型水庫,是北京重要水源地。這里風大、水深,設計施工條件異常復雜,線路需要避讓水庫兩岸規劃區、躲避沿岸大量風機、考慮對京張高鐵的安全距離,更需要確保對水體零污染、零排放。

秉持“綠色環保”設計理念,公司與業主等單位多次論證了線路方案。官廳水庫北部的燕山山勢險峻,荊棘叢生,終勘定位工作又恰逢夏季,蚊蟲橫飛,設計人員每天要在一人多高的荊棘叢中穿梭。身上被荊棘劃破,不等結痂,第二天繼續披荊斬棘;山高路滑,膝蓋摔傷積液,敷上膏藥,綁上繃帶,再向虎山行。

歷時兩年,電網工程事業部設計團隊最終確定了路徑和本體設計方案,并先后完成了防洪影響評價、通航影響評價、濕地公園評估、水污染防治方案等評估報告,獲得相關部門批復。

官廳水庫跨越段有兩基鐵塔位于庫區水體中,塔基處最大水深8.5米,離岸450米。為了最大程度減小塔基建設對水質的影響,公司設計采用的高樁承臺基礎、鋼棧橋施工道路、樁基施工圍堰加護筒等本體設計及水污染防治補救方案,獲得水務專家高度肯定,實現了守護一汪清水的目標。

探柔直前沿,攀技術高峰

相對于傳統技術,柔性直流輸電技術運行控制靈活、智能化程度高,能夠提升電力系統穩定性,支撐“弱送端”條件下新能源的接入與規模送出,提高配電網可靠性和靈活性,在偏遠地區和海上新能源并網、異步電網互聯、城市供電等應用領域具有獨特優勢,是當今世界最先進的輸電技術。

與此同時,基于柔性直流輸電技術構建的直流電網,可實現多電源供電、多落點受電和新能源孤島接入,具有更好的經濟性與靈活性,能夠將風電、光伏、抽水蓄能與負荷中心直接連接,構成多種形態能源靈活互補的能源互聯網,通過多源接入和多能互補,可有效平抑新能源波動性。

張北柔直工程的核心技術和關鍵設備均為國際首創,工程將創造12項世界第一,并在世界上率先研究直流電網技術,首次建設四端柔性直流環形電網,把柔性直流輸電電壓提升至±500千伏,單換流器額定容量提升到150萬千瓦,首次研制并應用直流斷路器、換流閥、控制?;さ戎繃韉繽丶璞?。

乘著東風,公司采取了如單雙回路混合架設、金屬回流線與極導線同塔并架、三維精細化間隙校核、多樣化塔型設計等新技術,走向“藍海”。

據悉,張北柔直工程投產后,每年最多可為北京電網注入100億千瓦時的清潔能源,相當于北京全社會年用電量的1/10。目前,各項工作已進入收尾階段,一個刷新世界紀錄的標志性工程將再次鐫刻下華北院的名字。

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