編者按 烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程(簡稱“昆柳龍直流工程”)是國家特高壓多端直流示范工程，是落實國家西電東送部署、推動構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系的世界級輸電工程。南方電網(wǎng)公司在工程建設(shè)中堅持深入貫徹落實黨中央關(guān)于科技自立自強的重大部署，堅定不移走自主創(chuàng)新道路。將關(guān)鍵設(shè)備核心技術(shù)攻關(guān)作為工程建設(shè)的重中之重，依托南方電網(wǎng)公司的科技創(chuàng)新力量，并牽頭聯(lián)合國內(nèi)有關(guān)企業(yè)、機構(gòu)，形成51項技術(shù)標準、103項關(guān)鍵專利，推動工程主要設(shè)備自主化率100%，攻破一系列“卡脖子”難題，打破國外少數(shù)國家技術(shù)壟斷，形成自主知識產(chǎn)權(quán)體系，把關(guān)鍵核心技術(shù)牢牢掌握在中國人手中，推動高端裝備國產(chǎn)化，擴大了我國在特高壓領(lǐng)域的領(lǐng)先優(yōu)勢。
南網(wǎng)科研院特高壓柔性直流技術(shù)攻關(guān)團隊
攻克關(guān)鍵技術(shù) 鑄就堅強骨架
他們是超級工程背后的超級團隊。隨著創(chuàng)造19項世界第一的昆柳龍直流工程于去年12月27日全面投產(chǎn)，作為工程技術(shù)總負責、總把關(guān)——南網(wǎng)科研院特高壓柔性直流技術(shù)攻關(guān)團隊，他們提出特高壓柔性直流的構(gòu)想，他們系統(tǒng)地攻克了特高壓柔直的關(guān)鍵技術(shù)，他們鑄就了工程的堅強骨架。
他們是一支平均年齡不到35歲的年輕生力軍，在南方電網(wǎng)首席技術(shù)饒宏的帶領(lǐng)下，團隊在特高壓柔性直流技術(shù)上不斷突破，堅持自主創(chuàng)新，將中國特高壓柔直技術(shù)打造成為引領(lǐng)世界電力技術(shù)發(fā)展的標簽和名片。
面對質(zhì)疑他們大膽猜想
柔直換流閥是工程的“心臟”，控制保護系統(tǒng)相當于“大腦”，它對設(shè)備的啟停、功率升降、站間協(xié)調(diào)、執(zhí)行保護等起著關(guān)鍵核心作用。作為世界上首個特高壓多端混合直流工程，它的控制保護系統(tǒng)功能多、系統(tǒng)復雜，性能要求高，研發(fā)面臨巨大挑戰(zhàn)?！熬秃孟袷莚ap曲風和古典樂要搭班子唱戲，常規(guī)直流和柔性直流技術(shù)完全是兩種不同的技術(shù)類型，要進行握手連接，在協(xié)調(diào)控制配合達到系統(tǒng)穩(wěn)定目的同時又能體現(xiàn)技術(shù)性能?！眻F隊骨干、柔直閥攻關(guān)組組長許樹楷回憶說，來自系統(tǒng)研究、控制策略、仿真驗證、高電壓技術(shù)、電磁環(huán)境等不同專業(yè)的科研人員集中在一起，用了半年的時間開展技術(shù)理論、計算仿真分析，“大家列了200多條需要攻關(guān)的技術(shù)細節(jié)，提出80多條需要防范的風險和60多條創(chuàng)新措施，一條條分析，一項項攻克。”
當時亟待解決的一個難題就是柔性直流工程架空線路故障自清除。能否通過直流故障自清除的控制策略來實現(xiàn)直流線路自我修復從而快速恢復正常送電？這個想法縈繞在團隊成員當時年僅26歲的黃偉煌博士心中。他翻閱了大量的學術(shù)資料，文獻理論都認為只能通過斷電的方式實現(xiàn)故障修理恢復，“這就好比電腦突然關(guān)機，我們只能按重啟鍵，需要經(jīng)歷漫長的等待電腦才能恢復。然后我們就想了個辦法，希望能在不關(guān)機的情況下實現(xiàn)故障清除，自動識別并將有問題程序快速關(guān)閉，讓電腦運行不受任何影響?！?/p>
這個想法一提出來就遭到業(yè)內(nèi)專家的質(zhì)疑，“當時記得我特別心虛，畢竟博士剛畢業(yè)2年，坐在對面的又是50多歲的國外資深專家，但是憑借前期研究掌握的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，我對自己的技術(shù)判斷仍有信心?！庇谑菆F隊成員一起大膽猜想，挑戰(zhàn)權(quán)威。通過無數(shù)個日與夜的搭建模型、開展仿真論證，當屏幕上閃動著一串平穩(wěn)的仿真波形時，整個團隊激動不已，這是世界首次驗證了的直流故障自清除技術(shù)，試驗結(jié)果數(shù)據(jù)也令國外專家折服，相關(guān)結(jié)論也指導了后續(xù)關(guān)鍵設(shè)備的設(shè)計。
有團隊成員指著比著膝蓋還高的報告說：“平常一個工程控制保護十幾本報告足夠了，這次我們有七八十本。我們每解決一件前所未有的問題，就會覺得特別自豪?！边@種自豪不僅因為創(chuàng)下多個世界第一，還在于工程讓大家真正品嘗到技術(shù)自信甜頭。
設(shè)計之路披荊斬棘
2020年11月的廣州仍未見寒意，凌晨時分，昆柳龍直流工程龍門換流站調(diào)試現(xiàn)場一片歡騰。隨著調(diào)試指揮下達換流器解鎖指令，運行人員操作解鎖，昆龍—龍門極2直流電壓由680千伏勻速爬升至800千伏，主控室大屏幕顯示傳輸功率達到所設(shè)定的400兆瓦，充分驗證工程的各項性能指標。這是這個世界級工程建設(shè)過程中的又一次世界第一：昆柳龍直流工程首次實現(xiàn)800千伏電壓送電運行！
系統(tǒng)調(diào)試是直流工程投產(chǎn)前最為關(guān)鍵的驗證環(huán)節(jié)，“可以把調(diào)試當作對工程的再體檢?！饼堥T站調(diào)試負責人陳俊表示，所有設(shè)備將被加壓通流，整個系統(tǒng)將連成一個整體輸送功率，驗證工程中的所有設(shè)計、制造和安裝各環(huán)節(jié)，一旦存在遺漏的缺陷將力求通過調(diào)試發(fā)現(xiàn)并得到妥善解決。通過前期的一次次計算、一次次仿真平臺的反復驗證，掃清了柔性直流邁入特高壓800千伏，并實現(xiàn)與常規(guī)直流混合運行的技術(shù)障礙。
僅以技術(shù)概念提出論證，柔性直流技術(shù)不是中國人首創(chuàng)。但是在其發(fā)展中，中國人實現(xiàn)了柔性直流技術(shù)在多端、特高壓、柔直電網(wǎng)等工程中的應(yīng)用。從在國際大電網(wǎng)組織發(fā)起成立混合直流輸電技術(shù)工作組，再到牽頭成功申請IEC標準，柔性直流技術(shù)“走出去”獲得了國際上同行專家們的認可。“技術(shù)引領(lǐng)要有一定的判斷能力，中國發(fā)展柔性直流技術(shù)將大有可為?！别埡暾J為，南方電網(wǎng)公司通過在主電網(wǎng)應(yīng)用、掌握特高壓多端柔性直流技術(shù)，推動了柔性直流技術(shù)的進步，終將為未來電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展起到核心作用，是中國電力人對世界電力技術(shù)發(fā)展作出的貢獻。(周慧)
超高壓公司烏東德直流項目部廣州分部土建管理工程師唐源
攻破技術(shù)壁壘 趕超施工進度
昆柳龍直流工程廣東境內(nèi)受端站點±800千伏龍門換流站，是囊括直流控保系統(tǒng)、柔直換流閥、柔直換流變、橋臂電抗器等多種“首臺套”的世界級站點，建設(shè)過程中不僅經(jīng)歷了極端天氣和新冠疫情雙重考驗，更是打破了多項工程建設(shè)紀錄。
2016年7月入職的超高壓公司烏東德直流項目部廣州分部土建管理工程師唐源，一直駐扎在工程的建設(shè)現(xiàn)場，承擔換流站工程土建管理工作，“烏東德工程經(jīng)歷的挑戰(zhàn)是前所未有的。”唐源回想起龍門站的建設(shè)過程時不禁感慨。
土建質(zhì)量管控是建筑物和設(shè)備是否能夠“站得住、立得穩(wěn)”的管控核心，唐源深度參與了儀器校驗、重要工序銜接、質(zhì)量交底及預(yù)防措施研討。嚴格的現(xiàn)場管控使得龍門換流站工程的4000余組壓實系數(shù)檢測、抗剪強度現(xiàn)場檢測、平板載荷檢測全部合格，樁基中一類樁占比達到96.5%，遠超國家優(yōu)質(zhì)工程占比95%的慣例，為工程創(chuàng)優(yōu)和電氣設(shè)備正常運行打下了堅實基礎(chǔ)。
打贏雨季施工攻堅戰(zhàn)
2019年2月中旬至9月，在土建施工的關(guān)鍵階段，龍門站建設(shè)現(xiàn)場累計降雨天數(shù)達到186天，土建連續(xù)施工天數(shù)少，嚴重影響了工程建設(shè)進度。
“那是我們最艱難的一段日子，為確保土建施工進度，我們組織進行3次進度計劃的修編，并以天為節(jié)點實行‘細微化施工管控模式’,每個班組的施工計劃我們都梳理出來了。”唐源說。
經(jīng)過深入調(diào)研與分析，項目分部高度融合工作計劃、工作量、現(xiàn)有資源3個要素，以每日工單的形式形成管控表單近150份，解決了工序銜接、窩工、交叉施工等多項問題。同時打破待工序施工全部完成后才開展驗收的常規(guī)工作思路，充分運用過程檢查，將隱蔽工程驗收時間前移，進一步壓縮工期，實現(xiàn)了土建施工進度從滯后到趕超的逆襲。
為保障龍門換流站質(zhì)量達到國家優(yōu)質(zhì)工程金獎標準，2018年12月，唐源牽頭編制了《創(chuàng)優(yōu)策劃實施細則》，統(tǒng)一了龍門換流站裝修裝飾、路面、小道、蓋板、基礎(chǔ)等土建階段7個部分共177項工藝標準；規(guī)范了107項安全文明施工設(shè)施；同時制定了20項土建施工工藝標準、15項土建安全文明施工要求。建設(shè)施工過程中，現(xiàn)場形成外墻面磚、自流平地面、屋面、砌筑抹灰、電纜溝壓頂勾縫等多個部位和工序的樣板點，并按照樣板嚴格落實施工標準。
實現(xiàn)工程質(zhì)量“走新路”
龍門換流站高低端閥廳網(wǎng)架施工是土建階段施工的難點，高端閥廳網(wǎng)架更是電網(wǎng)建設(shè)史上最大跨度的鋼結(jié)構(gòu)空間，由近5000根桿件拼裝而成，跨度達到89米。面對這個難題，唐源不畏艱難，通過開展專家研討、受力模擬分析、現(xiàn)場討論等措施，組織參建單位梳理出提升設(shè)備校核、網(wǎng)架提升點加固桿件核查、支座檢查、撓度監(jiān)測等41項重點工作，確保網(wǎng)架施工及提升工作有序開展。最終實現(xiàn)高低端閥廳網(wǎng)架結(jié)構(gòu)節(jié)點中心偏離不超過1.5毫米，縱橫向長度偏差不超過30毫米，圓滿實現(xiàn)了新的突破。
龍門換流站的閥塔設(shè)備為換流站的絕對核心部件，高端閥塔高約15米，每組重約110噸；低端閥塔高約12米，每組重約105噸。為確保設(shè)備安裝精度，設(shè)計圖紙要求閥塔基礎(chǔ)預(yù)埋件表面高差小于±1mm，遠遠高于現(xiàn)行國家規(guī)范、南網(wǎng)驗評標準中預(yù)埋件表面高差值+3mm～-4mm的要求。在無經(jīng)驗參考的情況下，唐源有序推進并參與相關(guān)研討、創(chuàng)新、改造工作，通過設(shè)計制造變形微調(diào)支撐架解決了預(yù)埋件加工變形及現(xiàn)場焊接變形兩大問題，實現(xiàn)了所有閥塔基礎(chǔ)預(yù)埋件的高度、表面誤差達到設(shè)計要求，復檢合格率達到100%，確保了閥塔的順利安裝。 (鄧博文)
超高壓公司烏東德直流項目部副經(jīng)理、工程調(diào)試總指揮胡雨龍
長期駐守現(xiàn)場 靠前指揮協(xié)調(diào)
胡雨龍，長期奮戰(zhàn)在南方電網(wǎng)公司西電東送重點工程建設(shè)一線。在世界首個特高壓多端柔性直流工程——昆柳龍直流工程面前，“老將”又變成了“新兵”，投身“南方電網(wǎng)技術(shù)挑戰(zhàn)最多、攻關(guān)難度最大的工程項目”，他不放過一切學習磨煉的機會。在3年的技術(shù)攻關(guān)中，他帶領(lǐng)團隊連續(xù)“攻營拔寨”，挑燈夜戰(zhàn)更成為家常便飯，大到與系統(tǒng)設(shè)備的參數(shù)配合、小到閥控的時序節(jié)點、IGBT器件的工作機理……一個又一個技術(shù)問題被“死磕”拿下。
他創(chuàng)新提出“功率模塊過壓晶閘管旁路試驗”，組織開展了50余次過壓極限試驗，研究并形成從功率模塊到柔直閥再到閥控系統(tǒng)完整的試驗方法，多措并舉打造工程強健有力的“心臟”。他帶領(lǐng)項目團隊扎實做好直流主設(shè)備的參數(shù)優(yōu)化、設(shè)計定型和生產(chǎn)試驗工作，推動包括特高壓柔直換流閥、柔直變壓器在內(nèi)的多個世界“首臺套”設(shè)備研發(fā)定型，實現(xiàn)國產(chǎn)IGBT功率器件的創(chuàng)新應(yīng)用，解決了關(guān)鍵設(shè)備“卡脖子”問題。
一年完成76項直流系統(tǒng)調(diào)試
作為昆柳龍直流工程現(xiàn)場調(diào)試總指揮，他長期駐守現(xiàn)場、靠前指揮協(xié)調(diào)，帶領(lǐng)調(diào)試團隊發(fā)揚不怕吃苦、敢打硬仗的精神，出色完成2020年全年累計376項的直流系統(tǒng)調(diào)試工作。在工程投產(chǎn)前的第二階段調(diào)試中更是帶領(lǐng)團隊24小時連續(xù)接力奮戰(zhàn)，調(diào)試計劃安排精確到小時乃至分鐘，相繼完成13個梯次共243項調(diào)試工作，突破了工程調(diào)試一個又一個重要關(guān)口，包括柔性直流雙換流器串聯(lián)運行、全半橋拓撲直流側(cè)故障自清除、特高壓柔性直流閥組在線投退等在內(nèi)的工程系統(tǒng)各項功能和性能參數(shù)得到了全面驗證。
胡雨龍沉著細致、勇于擔當，在投產(chǎn)前極為有限的時間內(nèi)先后解決了龍門站啟動電阻沖擊耐受不足、特高壓柔直閥后充電閥組被動充電、閥控時序配合導致多個功率模塊旁路等多項重大技術(shù)問題，保障了直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。
針對龍門站直流線路地刀異動問題，胡雨龍組織全面細致排查控保系統(tǒng)相關(guān)邏輯。同時舉一反三、追溯查源，及時排查隱患。
龍門站啟動電阻連續(xù)多次出現(xiàn)穿箱套管和電阻排串桿擊穿故障。胡雨龍在現(xiàn)場連續(xù)40多個小時沒有休息，一面組織設(shè)備搶修，一面排查故障根本原因。通過現(xiàn)場多次試驗摸索、大膽試錯，創(chuàng)新提出絕緣包覆加強措施，為啟動電阻陡沖擊絕緣問題根治和后續(xù)系統(tǒng)調(diào)試連續(xù)開展創(chuàng)造了有利條件。
創(chuàng)造直流調(diào)試新紀錄
在投產(chǎn)前的關(guān)鍵時刻，柳州站極2和極1相繼出現(xiàn)了閥控時序配合導致多個功率模塊旁路、柔直換流閥組無法充電解鎖的問題。面對前所未有的困難和挑戰(zhàn)，胡雨龍帶領(lǐng)團隊頂住壓力，連續(xù)奮戰(zhàn)3個晝夜，成功解決了換流閥控制系統(tǒng)方面的5個重大技術(shù)問題。同時，果斷調(diào)整調(diào)試順序，在24小時內(nèi)成功實現(xiàn)了系統(tǒng)連續(xù)“三解鎖”，創(chuàng)造直流調(diào)試新紀錄的同時也為工程年底如期投產(chǎn)打下堅實基礎(chǔ)。
2020年12月23日，中央電視臺“新聞直播間”在柳州換流站現(xiàn)場直播“我國挑戰(zhàn)800千伏柔性直流短路試驗”。胡雨龍精心籌劃、細致安排現(xiàn)場試驗和轉(zhuǎn)播配合工作。以往人工短路試驗采用弓弩發(fā)射，準確性沒有保證。為了確保試驗一次成功，胡雨龍同志組織現(xiàn)場技術(shù)骨干和操作能手，利用直流停電掛短路框的機會連續(xù)升空進行試飛，針對現(xiàn)場強電磁環(huán)境增加抗干擾器件。當天試驗，無人機拖拽8米絕緣繩帶線起飛并一次試驗成功，實現(xiàn)世界首次±800千伏柔性直流線路故障自清除，開創(chuàng)了無人機進行800千伏直流線路人工短路試驗的先河。 (董躍周)
超高壓公司基建部總經(jīng)理任成林
攻堅重點工程 打造“最強心臟”
超高壓公司基建部總經(jīng)理任成林是一名老基建，參與了超高壓公司從天廣、貴廣到昆柳龍全部10回直流工程的建設(shè)。他擔任魯西背靠背工程項目經(jīng)理，建成世界上電壓最高容量最大的柔直背靠背工程并獲國優(yōu)金獎；他帶領(lǐng)建設(shè)團隊積極應(yīng)對突發(fā)疫情影響，全面打贏兩大重點工程攻堅戰(zhàn)；他帶領(lǐng)柔直閥攻關(guān)團隊勇攀科技新高峰，攻克了特高壓柔直閥多項技術(shù)難題，打造了柔直工程“最強心臟”。
分秒必爭打好工程攻堅戰(zhàn)
新冠肺炎疫情爆發(fā)初期，任成林就馬上認識到疫情給兩大工程投產(chǎn)帶來的嚴峻挑戰(zhàn)，迅速行動，2020年正月初三返崗工作，第一時間研究制定基建領(lǐng)域疫情防控工作方案及指引，指導現(xiàn)場全面落實防控措施；及時組織梳理政策動態(tài)、人員返程計劃、設(shè)備生產(chǎn)、供貨及大件運輸情況，召開3次專題會議研究對策，確定“錯峰返程、分批復工”總原則和“一項目一策”“一標段一策”復工方案。積極推動建立與地方政府、疾控中心的聯(lián)防聯(lián)控機制，按“到位一批、隔離一批、體檢一批、合格一批、進場一批”原則嚴把人員入場關(guān)。綜合考慮人員、設(shè)備、機具及運輸?shù)戎萍s因素，科學有序推動換流站和進度壓力大的線路標段優(yōu)先復工，2020年2月底實現(xiàn)全面項目復工。疫情期間，任成林還時常利用周末自駕車赴建設(shè)現(xiàn)場，抓緊抓實抓細防控措施落實，牢牢守住了基建領(lǐng)域疫情防控底線。
任成林帶領(lǐng)基建部、項目部找準制約工期的“卡脖子”問題，研究制定“攻堅戰(zhàn)”任務(wù)清單，建立“日計劃、日落實、日調(diào)整”的“馬上辦”工作機制，確保關(guān)鍵節(jié)點務(wù)期必成。任成林總是赴現(xiàn)場駐點解決物資供應(yīng)、停電計劃、施工資源投入等問題。同時加強統(tǒng)籌、創(chuàng)新管理，組織參建單位加大資源投入、動態(tài)優(yōu)化施工工序，強化線路、鐵路等跨越施工計劃執(zhí)行剛性，具備條件的采取7×24小時、多個工作面并行作業(yè)等一系列超常規(guī)措施，最終奪取了攻堅戰(zhàn)全面勝利，云貴互聯(lián)工程提前19天投產(chǎn)，昆柳龍工程昆龍低端提前1個月、昆柳龍三端提前半年全面投產(chǎn)。
創(chuàng)新引領(lǐng)勇攀科技新高峰
柔直閥是柔直系統(tǒng)的最核心設(shè)備，對于工程的重要性類似于心臟之于人體。任成林積極發(fā)揮魯西背靠背柔直攻關(guān)經(jīng)驗優(yōu)勢，他主動請纓，擔任了工程最核心設(shè)備也是最難啃的硬骨頭——柔直換流閥攻關(guān)團隊組長。
他帶領(lǐng)團隊將“高可靠性功率模塊旁路技術(shù)研究”作為攻關(guān)的重中之重，針對7大技術(shù)難點開展連續(xù)集中攻關(guān)。柔直閥“黑模塊”會直接導致輸電系統(tǒng)故障停運，這是個世界級難題，直接阻礙了柔直技術(shù)在大容量遠距離輸電中的大規(guī)模應(yīng)用?！懊鎸@一世界難題，我們的團隊進一步自我加壓，在‘杜絕單一模塊故障導致系統(tǒng)閉鎖’目標的基礎(chǔ)上，大膽提出了杜絕‘黑模塊’的終極目標?！比纬闪终f。在閥高可靠性旁路技術(shù)攻堅關(guān)鍵階段，連續(xù)半個月“白加黑”工作模式，常常為一個技術(shù)細節(jié)討論到半夜。在旁路晶閘管研制階段，任成林與各方技術(shù)人員一下飛機就趕到設(shè)備、器件生產(chǎn)工廠，一起研討、一起攻堅，多次通宵達旦，累了直接躺地板上睡一會。進口IGBT器件是柔直閥模塊的最核心器件，已成為柔直工程“卡脖子”器件。國產(chǎn)化IGBT器件應(yīng)用是技術(shù)攻關(guān)的另一個重要目標，任成林帶領(lǐng)團隊聯(lián)合柔直閥及器件供應(yīng)商聯(lián)合攻關(guān)，解決了額定電流運行失效等一系列技術(shù)難題，中車IGBT器件成功應(yīng)用于龍門換流站。
歷時18個月的全力攻關(guān)，經(jīng)過52次技術(shù)研討會、29次試驗見證、9次攻關(guān)組大會，成功解決了柔直閥關(guān)鍵參數(shù)、設(shè)計、生產(chǎn)、試驗等40余項核心問題，攻克了“黑模塊”技術(shù)壁壘，關(guān)鍵指標較國內(nèi)同期工程先進一代，經(jīng)受住了長期高溫滿負荷實際運行考驗，充分表明這顆強大的“心臟”完成能夠勝任特高壓、遠距離、大容量直流輸電的重任，引領(lǐng)全球特高壓技術(shù)邁入柔直時代。 (蔡永梁)
評論