柔直換流站生產(chǎn)準(zhǔn)備工作探究

劉吉昀

摘? 要：隨著新能源發(fā)電技術(shù)的推廣與應(yīng)用，新能源電力的并網(wǎng)和送出成為關(guān)鍵環(huán)節(jié)，柔性直流輸電技術(shù)在此方面擁有巨大優(yōu)勢。柔直換流站是柔性直流輸電中重要組成部分，設(shè)備具有技術(shù)先進、應(yīng)用經(jīng)驗少等特點，文章淺析了張北柔直工程北京換流站運維、檢修的生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，對今后柔直換流站運檢單位生產(chǎn)準(zhǔn)備工作有一定借鑒作用。

關(guān)鍵詞：柔性直流;換流站;生產(chǎn)準(zhǔn)備工作

中圖分類號：F426.61? ? ? ? ?文獻標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）10-0127-02

Abstract： With the promotion and application of new energy power generation technology， the grid connection and transmission of new energy power has become a key link， and flexible DC transmission technology has great advantages in this respect. Flexible direct converter station is an important part of flexible DC transmission， and its equipment has advanced technology and less application experience. This paper analyzes the production preparation of operation and maintenance of Beijing converter station of Zhangbei flexible direct project， which will be a reference for the production preparation of operation and inspection units of flexible direct converter station in the future.

Keywords： HVDC; converter station; production preparation

引言

張北±500千伏柔性直流輸電示范工程是世界首個柔性直流電網(wǎng)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，是國家電網(wǎng)服務(wù)能源清潔低碳發(fā)展的重大工程。該工程包括在張家口市康保縣、張北縣，承德豐寧分別建設(shè)的三座±500千伏送端柔性直流換流站，和在北京建設(shè)的一座±500千伏受端柔性直流換流站，總換流容量900萬千瓦。工程投運后，將實現(xiàn)張北新能源基地、豐寧儲能電源與北京負荷中心相連。屆時北京市外受電比例將達到70%，冬奧場館實現(xiàn)100%清潔能源供電，有力服務(wù)低碳奧運專區(qū)建設(shè)。國網(wǎng)北京市電力公司負責(zé)北京換流站的運維、檢修工作。

1 柔直換流站與變電站、直流換流站區(qū)別

現(xiàn)階段，柔直換流站相較于變電站、傳統(tǒng)直流換流站應(yīng)用范圍小、投運數(shù)量少、認知相對淺薄[1]。

變電站是以交流電的形式對電壓和電流進行變換，接受電能及分配電能的場所，主要包括變壓器、高壓斷路器、隔離開關(guān)、母線、避雷器、電容器、電抗器等，應(yīng)用最為廣泛，但其交流特性致使輸送容量受限、故障損失較大、電能質(zhì)量要求較高，不利于跨區(qū)域、大容量輸送電能。

傳統(tǒng)直流換流站利用直流輸電技術(shù)，可大容量、遠距離輸送電能，較交流線路造價低、損耗小，故障時能限制系統(tǒng)的短路電流。傳統(tǒng)直流換流站主要包括晶閘管換流閥、換流變壓器、交流開關(guān)、平波電抗器、交流濾波器、無功補償設(shè)備等。由于設(shè)備眾多，占地面積較大，造價較高，現(xiàn)階段主要用于遠距離輸電、電網(wǎng)間互聯(lián)。

柔直換流站利用柔性直流輸電技術(shù)，是一種以電壓源換流器、自關(guān)斷器件和脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)為基礎(chǔ)的新型輸電技術(shù)，該輸電技術(shù)具有可向無源網(wǎng)絡(luò)供電、不會出現(xiàn)換相失敗、換流站間無需通信以及易于構(gòu)成多端直流系統(tǒng)等優(yōu)點[2]。柔直換流站較傳統(tǒng)換流站換流閥為電壓源換流器（VSC），其用可關(guān)斷器件（通常為IGBT）代替?zhèn)鹘y(tǒng)晶閘管，其是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應(yīng)管）組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動式功率半導(dǎo)體器件，驅(qū)動功率小而飽和壓降低。

2 明確生產(chǎn)準(zhǔn)備任務(wù)

根據(jù)以往工程、生產(chǎn)經(jīng)驗，遵照公司相應(yīng)規(guī)定、規(guī)范，結(jié)合工程實際情況，明確柔直換流站生產(chǎn)準(zhǔn)備任務(wù)，主要分為以下七部分：（1）確定組織機構(gòu)的設(shè)置及人員配備方案。（2）制定生產(chǎn)準(zhǔn)備工作大綱、工作計劃和實施細則。（3）選派適合的生產(chǎn)骨干進駐工程現(xiàn)場，參加工程建設(shè)，跟蹤了解工程進度和質(zhì)量，提出優(yōu)化意見和建議，落實技術(shù)監(jiān)督和反事故措施要求。（4）制定各類生產(chǎn)人員的培訓(xùn)計劃并組織實施。（5）配備生產(chǎn)必需的各類工器具、儀器儀表、家器具、標(biāo)示牌、生產(chǎn)車輛等。（6）制定現(xiàn)場運行規(guī)程、驗收大綱、驗收卡和管理制度。（7）工程資料的接收及管理。

3 制定生產(chǎn)準(zhǔn)備方案及計劃

根據(jù)工程建設(shè)進度、投運安排、生產(chǎn)工作實際情況，超前謀劃，精心組織，倒排時間節(jié)點，制定生產(chǎn)準(zhǔn)備方案及計劃，按期、有序、高質(zhì)量完成各項生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，切實做到“人員培訓(xùn)到位、跟蹤驗收到位，現(xiàn)場規(guī)程到位，物資準(zhǔn)備到位、隱患排查到位，調(diào)試接站到位”，為實現(xiàn)換流站“管理標(biāo)準(zhǔn)化、隊伍專業(yè)化、運檢精益化，措施現(xiàn)代化”，以及柔直換流站投運后的長周期安全穩(wěn)定運行奠定堅實基礎(chǔ)。方案應(yīng)包括工作目標(biāo)、工作思路、組織架構(gòu)及責(zé)任、計劃任務(wù)等方面，并定期對計劃完成情況進行總結(jié)、分析，合理地安排下一段時期工作，確保生產(chǎn)準(zhǔn)備工作在投運前保質(zhì)保量完成。

4 人員培訓(xùn)

人員培訓(xùn)以學(xué)習(xí)柔性直流技術(shù)、換流站運維、檢修為核心，根據(jù)人員特點，差異化培養(yǎng)，針對不同層次、不同專業(yè)人員，制定切實可行的培訓(xùn)計劃，以適崗勝任為目標(biāo)，強化柔性直流輸電技術(shù)和運維技術(shù)培訓(xùn)，按照“由簡到繁、由淺入深”的整體思路，采取理論培訓(xùn)、現(xiàn)場跟班、駐廠學(xué)習(xí)等多種方式，制定相應(yīng)人才培養(yǎng)方案。柔性換流站相關(guān)技術(shù)是一項全新的前沿技術(shù)，而張北柔直工作作為試驗示范工程，涉及高容量換流閥、直流斷路器、耗能裝置等新裝備、新專業(yè)，其中還有多臺（套）、世界“首臺首套”設(shè)備應(yīng)用，技術(shù)復(fù)雜，理論難度大，統(tǒng)籌安排選拔學(xué)歷水平高、專業(yè)對口的近年入企年輕大學(xué)生為班底，打造運維、檢修團隊。

理論知識培訓(xùn)。可采取邀請大學(xué)專業(yè)教授、老師專題講座，利用專業(yè)書籍、文獻、網(wǎng)絡(luò)MOOC自學(xué)，內(nèi)部小組討論，邀請公司內(nèi)部專家授課等形式開展，對柔性直流技術(shù)、換流站運維、檢修技術(shù)理論知識進行學(xué)習(xí)，建立柔直換流站運維、檢修概念。

現(xiàn)場跟班學(xué)習(xí)。聯(lián)系投運時間較長、運維經(jīng)驗豐富的換流站進行駐站跟班學(xué)習(xí)，與現(xiàn)場值班人員同吃同住，學(xué)習(xí)換流站運維基礎(chǔ)知識和換流站檢修基礎(chǔ)知識，以及各項工作流程、日常工作和定期工作、監(jiān)盤、事故處理等。

駐廠學(xué)習(xí)。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司直流換流站驗收管理規(guī)定（試行）》規(guī)定，運檢單位應(yīng)參加換流站基建工程廠內(nèi)驗收，利用此機會，派專人駐廠驗收、學(xué)習(xí)，與廠家研發(fā)、生產(chǎn)人員學(xué)習(xí)、交流設(shè)備原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運維檢修注意事項等。

5 設(shè)備驗收

設(shè)備驗收是換流站建設(shè)、投運過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，根據(jù)《國家電網(wǎng)公司直流換流站驗收管理規(guī)定（試行）》規(guī)定，驗收分為可研初設(shè)審查、廠內(nèi)驗收、到貨驗收、隱蔽工程驗收、中間驗收、竣工（預(yù)）驗收、啟動驗收，驗收過程貫穿土建建設(shè)、電氣安裝、系統(tǒng)調(diào)試等整個過程。驗收工作開始前，結(jié)合現(xiàn)場設(shè)備實際情況，編制完善的驗收大綱和驗收標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)書、驗收卡。可以《國家電網(wǎng)公司防止直流換流站單、雙極強迫停運二十一項反事故措施》、《國家電網(wǎng)有限公司十八項電網(wǎng)重大反事故措施》、《國家電網(wǎng)公司直流換流站驗收管理規(guī)定（試行）》等公司文件、行業(yè)規(guī)范為基礎(chǔ)，結(jié)合所在地區(qū)特殊規(guī)定，編制驗收指導(dǎo)書、驗收卡。

根據(jù)《國家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)新建輸變電工程竣工預(yù)驗收標(biāo)準(zhǔn)工期的通知》要求，合理安排驗收人員、制定驗收計劃、預(yù)估驗收時間。驗收過程中，按設(shè)備分組，明確小組負責(zé)人，統(tǒng)一驗收標(biāo)準(zhǔn)，嚴格執(zhí)行“一設(shè)備一卡”，按照經(jīng)審核的驗收卡內(nèi)所列的項目實施驗收，做到驗收記錄清晰全面，確保驗收無遺漏、有缺項。根據(jù)相關(guān)規(guī)定及運維、檢修人員需求，要求設(shè)備廠家、施工單位提供電子版、紙質(zhì)版中文資料，安排專人接收、整理、存檔，梳理物資合同及會議紀(jì)要，統(tǒng)計備品備件、儀器儀表數(shù)量，準(zhǔn)備進行備品備件、儀器儀表的交接、驗收工作。與建管、監(jiān)理單位建立溝通機制，要求電氣安裝單位、廠家配合驗收、消缺工作，確保驗收質(zhì)量。

驗收過程中，在設(shè)備安裝調(diào)試過程中，對關(guān)鍵工藝、關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部件、重點試驗、隱蔽工程等過程，運維人員應(yīng)旁站驗收，嚴格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴把設(shè)備質(zhì)量關(guān)，并做好相關(guān)數(shù)據(jù)、驗收記錄和照片、視頻等影像記錄。對發(fā)現(xiàn)的缺陷和需要整改的問題，及時匯總反饋至建設(shè)、監(jiān)理、施工等單位，督促建設(shè)管理單位組織消缺、整改，重大問題以反饋單形式上報上級管理部門，確保“零缺陷”移交。全面掌握缺陷的消除情況、遺留缺陷的處理方案及計劃并監(jiān)督執(zhí)行，督促建設(shè)管理單位按時移交新建工程檔案資料，涉及進口設(shè)備為避免翻譯歧義，應(yīng)要求廠家提供中文版資料。

6 調(diào)試配合

換流站系統(tǒng)調(diào)試是保證換流站一、二次設(shè)備安裝完成后，運維單位初步驗收之后，驗證工程項目整體質(zhì)量、設(shè)備能否穩(wěn)定運行的工作過程，尤其是檢驗一次設(shè)備和二次控制保護系統(tǒng)配合性能。系統(tǒng)調(diào)試主要由建設(shè)組織單位組織，電科院負責(zé)，運維單位、經(jīng)研院、建設(shè)管理單位、施工單位、廠家、技術(shù)支持單位等參與，運維單位主要負責(zé)調(diào)試期間設(shè)備倒閘操作、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視等工作。

調(diào)試期間工作任務(wù)重、時間緊，運維單位應(yīng)提前與調(diào)試單位溝通，了解獲取調(diào)試計劃、調(diào)試方案，做好人員分組、操作練功等調(diào)試準(zhǔn)備工作。調(diào)試工作是運維人員提升技能水平的最佳時間，可充分了解設(shè)備故障發(fā)生情況，應(yīng)安排專人對調(diào)試試驗項目過程中的現(xiàn)象進行記錄，可利用錄屏、攝像、照片等手段進行詳細記錄作為投運后人員培訓(xùn)的重要資料。

7 生產(chǎn)準(zhǔn)備改進建議

7.1 開展生產(chǎn)準(zhǔn)備工作時間提前

一線運維、檢修人員應(yīng)提前介入工程，提前開展生產(chǎn)準(zhǔn)備工作，尤其是柔直換流站設(shè)備數(shù)量多、技術(shù)復(fù)雜，對生產(chǎn)準(zhǔn)備期要求更長，生產(chǎn)單位可以有充足的時間，進行人員培訓(xùn)、物資準(zhǔn)備，確保柔直換流站順利投運。

7.2 加強與建設(shè)方溝通

換流站屬地化管理后，各公司運維管理不同，運維單位應(yīng)加強與建管單位溝通協(xié)調(diào)，根據(jù)日后自身工作要求、習(xí)慣，提出更符合生產(chǎn)的建議。對于一些特殊規(guī)定，提前告知建設(shè)管理單位協(xié)商執(zhí)行，避免驗收時存在分歧。

7.3 全面把控施工質(zhì)量

利用建設(shè)期施工單位、監(jiān)理單位、建管單位的三級檢查，要求相關(guān)單位提供相應(yīng)檢查資料包括文字、影像資料，確保施工質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)不合格，及時要求整改或者返工。對于隱蔽工程、核心設(shè)備安裝，要求設(shè)計院、廠家對施工、安裝單位、監(jiān)理做好技術(shù)交底，必要時進行旁站見證。

8 結(jié)束語

綜上所述，本文主要是從柔直換流站與變電站、直流換流站區(qū)別、生產(chǎn)準(zhǔn)備任務(wù)、制定生產(chǎn)準(zhǔn)備方案及計劃、人員培訓(xùn)、設(shè)備驗收等方面進行介紹、闡述，作者提出生產(chǎn)準(zhǔn)備部分工作的改進意見，供大家參考。

參考文獻：

[1]崔巍.柔性直流輸電技術(shù)及其發(fā)展分析[J].科技與企業(yè)，2015（11）：132.

[2]魏曉光.電壓源換流器高壓直流輸電控制策略及其在風(fēng)電場并網(wǎng)中的應(yīng)用研究[D].北京：中國電力科學(xué)研究院，2007.