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7月5日，適逢廈門±320千伏柔性直流輸電科技示范工程(以下簡(jiǎn)稱“廈門柔直工程”)即將結(jié)束首次檢修，記者有機(jī)會(huì)走進(jìn)工程內(nèi)部，一探柔性直流工程的究竟。
據(jù)介紹，這是該工程正式啟動(dòng)投運(yùn)以來(lái)的首次停電檢修，預(yù)計(jì)將于7月中旬全部完成。此次首檢將消除影響設(shè)備安全運(yùn)行的缺陷隱患，確保設(shè)備零缺陷復(fù)役，為今年福建電網(wǎng)迎峰度夏提供堅(jiān)實(shí)支撐。
“中國(guó)引領(lǐng)”的頂尖技術(shù)
廈門柔性直流工程是世界上首個(gè)采用真雙極接線方案、首個(gè)主設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化的柔性直流輸電工程，同時(shí)也是當(dāng)時(shí)世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大的柔性直流輸電工程。包括浦園、鷺島兩座換流站，浦園-鷺島高壓直流電纜線路及其交流配套工程，由國(guó)網(wǎng)福建檢修公司運(yùn)維管理。
最讓人引以為豪的是，廈門柔直工程的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)制造”、“中國(guó)引領(lǐng)”。換流站工程設(shè)計(jì)整體采用緊湊型結(jié)構(gòu)，設(shè)備區(qū)多為戶內(nèi)設(shè)計(jì)。
2016年，荷蘭、法國(guó)電網(wǎng)公司相繼來(lái)訪，參觀浦園、鷺島兩個(gè)換流站。其中關(guān)于設(shè)備國(guó)產(chǎn)化、換流站內(nèi)功能區(qū)域的對(duì)稱設(shè)計(jì)方案、主接線方式及其靈活的四種運(yùn)行方式、相關(guān)技術(shù)及設(shè)備特性等引發(fā)了國(guó)外電網(wǎng)公司參觀人員的極大興趣。
據(jù)檢修公司柔直站的副站長(zhǎng)陳德興介紹，因?yàn)檫@是世界上第一個(gè)±320千伏柔性直流輸電科技示范工程，作為當(dāng)時(shí)世界上電壓等級(jí)最高、容量最大的工程，許多設(shè)備均是定制生產(chǎn)、首次應(yīng)用，從設(shè)計(jì)、設(shè)備生產(chǎn)到施工、運(yùn)檢都是自主掌握的具有標(biāo)志性的國(guó)內(nèi)技術(shù)，且建設(shè)周期較短。廈門柔性直流設(shè)備的運(yùn)行實(shí)踐，對(duì)柔性直流輸電技術(shù)的進(jìn)一步研究發(fā)展，特別是對(duì)國(guó)內(nèi)電力設(shè)備制造技術(shù)的改進(jìn)與突破均提供了重要的數(shù)據(jù)支持，給世界上其他國(guó)家在建或已建的柔直站提供了很好的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)借鑒。
小巧玲瓏的廈門島內(nèi)外“電能橋”
廈門柔直換流站單站占地面積不足30畝，卻能提供廈門島50%的電力供應(yīng)。這不得不讓人感嘆設(shè)計(jì)的強(qiáng)大。
廈門柔直換流站緊湊型設(shè)計(jì)的案例在如廈門這般寸土寸金的城市具有重要的應(yīng)用意義，這就給國(guó)內(nèi)外其他柔性直流工程的設(shè)計(jì)形成了重要的借鑒意義。
除此之外，廈門柔直工程首次采用兩極三線設(shè)計(jì)、真雙極接線方式，作為島內(nèi)外供電的“橋梁”，相當(dāng)于一條可“通行”高電流量、實(shí)現(xiàn)電能智能化調(diào)配的“橋梁”，可靠地保障了廈門島的供電。
檢修公司柔直站站長(zhǎng)鄭國(guó)順介紹說(shuō)，廈門柔性直流工程可以根據(jù)島內(nèi)用電需求情況主動(dòng)控制經(jīng)由柔直線路輸入島內(nèi)的功率，在“橋梁”部分通道故障時(shí)還能進(jìn)行智能切換保障電能輸入。
也就是說(shuō)，如果把廈門柔性直流輸電工程比作橫跨廈門島內(nèi)外的“電能之橋”，把輸送的電能比作車流，真雙極的設(shè)計(jì)相當(dāng)于在常規(guī)的雙向“車道”(電能通道)中間又增加了一個(gè)雙向備用“車道”，正常情況下僅啟用常規(guī)的雙向“車道”，備用道不通車。當(dāng)其中任一“車道”出現(xiàn)事故(故障)或檢修時(shí)，可啟用備用車道，保障電流量正常通行;當(dāng)任一方向“車道”因故全部堵塞時(shí)，啟用備用車道，也可保障一半電能順利“通行”。這就充分保證了電能輸送的暢通性和高效性。
另一方面，柔性直流輸電技術(shù)的柔性調(diào)制技術(shù)在電網(wǎng)功率控制、電壓調(diào)節(jié)上有極大的靈活性及無(wú)功補(bǔ)償?shù)墓δ?，讓廈門島內(nèi)的供電更為穩(wěn)定、靈活。
“柔性直流輸電工程相當(dāng)于為廈門島增加了一個(gè)電能調(diào)節(jié)閥，讓廈門島內(nèi)電壓保持穩(wěn)定，電能輸送靈活可調(diào)。”鄭國(guó)順說(shuō)，“柔直就像一個(gè)水龍頭，起著調(diào)節(jié)輸送功率的作用，無(wú)功與有功之間，2到3分鐘就可以轉(zhuǎn)換。”
如果把廈門島的電能供應(yīng)比作筼筜湖，廈門柔直換流站就是一個(gè)智能的“水閘”，連通著島外的“大海”，不管臺(tái)風(fēng)暴雨還是艷陽(yáng)高照，不論“大海”潮起潮落，憑借著這高科技“水閘”靈活放水、抽水的功能，電能的“筼筜湖”總能保持最佳的水位、最美的平靜。
廈門柔直工程真可謂是為廈門“量身打造”的示范工程，除了占地小、容量大，靈活穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在臺(tái)風(fēng)多發(fā)的“廈門”，廈門柔直工程還是“抗臺(tái)”的利器。
由于換流站全戶內(nèi)/半戶內(nèi)設(shè)計(jì)，重要設(shè)備室恒溫恒濕，輸電線路全部纜化等特點(diǎn)，廈門柔直輸電工程在類似“莫蘭蒂”這種超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)來(lái)臨的時(shí)候也能妥妥地站穩(wěn)腳跟，從容穩(wěn)定地輸送電能。
專家介紹說(shuō)，在極端情況下，當(dāng)廈門所有交流進(jìn)島供電線路均跳閘時(shí)，廈門柔直最高仍可提供1000兆瓦的功率，相當(dāng)于廈門島最大用電量的一半，在配電網(wǎng)不受損的前提下，基本能保障廈門島內(nèi)的供電。同時(shí)，由于柔性直流輸電技術(shù)相比于常規(guī)直流具備建立無(wú)源網(wǎng)絡(luò)電壓的能力，哪怕在全島停電的極端方式下，柔直線路也能以最快的速度建立電壓、啟動(dòng)供電。
對(duì)比常規(guī)的高壓直流換流站，廈門柔直站不僅不需要通過(guò)交流電壓支撐來(lái)實(shí)現(xiàn)換相，還具備建立交流電壓的能力，能做到有功無(wú)功解耦控制。這就意味著潮流的方向可以自主控制，不需要靠負(fù)荷端的負(fù)荷投入情況來(lái)決定潮流方向，所以遇到電網(wǎng)故障的時(shí)候有快速恢復(fù)控制的能力。
廈門柔直站屬于島內(nèi)第四通道，電壓容量大，不僅可以經(jīng)受迎峰度夏考驗(yàn)，削峰填谷，調(diào)節(jié)用電，還可以滿足廈門不斷增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)需求。預(yù)計(jì)到2020年，可以有效保證島內(nèi)供應(yīng)充足。
高效的“人工智能化”運(yùn)維幫手
廈門柔直工程投運(yùn)一年以來(lái)，在高壓大容量柔性直流輸電結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)備技術(shù)、生產(chǎn)運(yùn)行方面積累了不少經(jīng)驗(yàn)。在很多運(yùn)維的方式上，也向著“人工智能化”方向做出了卓有成效的創(chuàng)舉。
順控操作就是廈門柔直站進(jìn)行“人工智能”運(yùn)維的重要舉措之一。
鄭國(guó)順說(shuō)，所謂順控操作，其實(shí)就是將所有人工要操作的程序編寫進(jìn)電腦里，由機(jī)器來(lái)替代人工。操作過(guò)程中，只需一個(gè)按鈕下去，需要操作的步驟會(huì)按順序進(jìn)行，并且精準(zhǔn)無(wú)誤。
順控操作的實(shí)現(xiàn)，大大縮短變電運(yùn)行的操作時(shí)間，減輕運(yùn)維人員的操作強(qiáng)度。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，柔直站換流器由熱備用轉(zhuǎn)冷備用的操作，采用常規(guī)遙控操作方式平均操作用時(shí)為20.5分鐘;采用程序化操作方式平均操作用時(shí)為5.7分鐘。同時(shí)順控操作由綜自系統(tǒng)來(lái)完成，減少人為的誤操作可能，提高安全水平。
此外，在運(yùn)維中，檢修公司大力推廣看板管理成果(將醒目的小標(biāo)簽貼在設(shè)備上)，有效提高巡視質(zhì)量及效率，原來(lái)2個(gè)人對(duì)全站巡視要90分鐘，推行看板管理后，60分鐘即可巡視一遍，大大減少了巡視時(shí)間。
創(chuàng)新運(yùn)維方式，還須運(yùn)用高新技術(shù)。在廈門柔直站的閥廳內(nèi)，可見(jiàn)光探頭與紅外探頭的創(chuàng)新運(yùn)用，極好地解決了封閉式環(huán)境中運(yùn)維人員無(wú)法進(jìn)入巡視的問(wèn)題。
“可見(jiàn)光探頭與紅外探頭的結(jié)合，就如同一個(gè)嗅覺(jué)靈敏的機(jī)器人，對(duì)需要巡視的設(shè)備保持警惕性，根據(jù)人工預(yù)先設(shè)定的巡視預(yù)置位和巡視順序定時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。一個(gè)閥廳內(nèi)同時(shí)裝有多個(gè)高清攝像頭，360°旋轉(zhuǎn)檢測(cè)，不留死角。一旦發(fā)生異常，立刻發(fā)出警報(bào)。”檢修公司廈門柔直直流檢修班班長(zhǎng)張?chǎng)╂赫f(shuō)。
這種新的融合方式是該公司創(chuàng)新提出并運(yùn)用，在國(guó)內(nèi)的直流站中屬于首次領(lǐng)先應(yīng)用。此舉既保證了巡視的完整性，又節(jié)省了探頭的數(shù)量，縮短了巡視時(shí)間，保證巡視質(zhì)量。
在眾多創(chuàng)新項(xiàng)目中，特別值得一提的是廈門柔直站的閥冷卻系統(tǒng)自動(dòng)加鹽功能。
給閥冷卻系統(tǒng)加鹽，就如同軟化血管防止血液栓塞般，能讓冷卻系統(tǒng)的管道保持暢通。而因?yàn)閺B門柔直站占地面積小等原因，未設(shè)加鹽池，因設(shè)備需要，人工加鹽次數(shù)頻繁導(dǎo)致工作量大。
為了提高工作效率，廈門柔直站創(chuàng)新研發(fā)自動(dòng)加鹽裝置項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)將鹽從低處向上運(yùn)輸?shù)禁}箱中，并實(shí)現(xiàn)對(duì)加鹽量的控制。目前項(xiàng)目已在鷺島換流站成功試運(yùn)行。
張?chǎng)╂赫f(shuō)，自動(dòng)加鹽技術(shù)在國(guó)內(nèi)，目前僅廈門柔直工程實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新運(yùn)用。
創(chuàng)新點(diǎn)太多，無(wú)法一一例舉。廈門柔直工程還在發(fā)展，然而創(chuàng)新運(yùn)維永不止步。
首檢是柔直站投運(yùn)一年來(lái)對(duì)設(shè)備開(kāi)展的全方位檢查，采取集中停電檢修的模式，檢驗(yàn)設(shè)備各方面性能是否滿足規(guī)程規(guī)范的要求，若發(fā)現(xiàn)“疾病”則及時(shí)“治療”。
按照“逢停必掃”的原則，通過(guò)例行檢查、清掃、集中消缺、隱患整改，全面檢修一二次系統(tǒng)、換流閥、冷卻系統(tǒng)、暖通系統(tǒng)、消防、紅外、安防視頻等設(shè)備，重點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備的安全可靠性、設(shè)備的性能，相當(dāng)于對(duì)設(shè)備進(jìn)行了一次精細(xì)化的人工“體檢”。
不僅對(duì)全站電氣設(shè)備、輔助設(shè)備、土建設(shè)施進(jìn)行了全面的檢查、排查，還根據(jù)投運(yùn)以來(lái)生產(chǎn)運(yùn)行情況開(kāi)展了多項(xiàng)設(shè)備技術(shù)改造及專項(xiàng)治理工作，是福建電網(wǎng)第一次真正意義上的集中停電全面檢修。不僅在設(shè)備技術(shù)方面進(jìn)行了多項(xiàng)改進(jìn)，大大提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性，也在土建設(shè)施方面進(jìn)行了多項(xiàng)優(yōu)化，為廈門柔直工程創(chuàng)建國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程提供了保障。
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