揭开世界电压等级最高的柔性直流输电科技示范工程面纱

国网福建检修公司员工正在对厦门柔直工程换流站设备进行全面检查。

7月5日，适逢厦门±320千伏柔性直流输电科技示范工程(以下简称“厦门柔直工程”)即将结束首次检修，记者有机会走进工程内部，一探柔性直流工程的究竟。

据介绍，这是该工程正式启动投运以来的首次停电检修，预计将于7月中旬全部完成。此次首检将消除影响设备安全运行的缺陷隐患，确保设备零缺陷复役，为今年福建电网迎峰度夏提供坚实支撑。

“中国引领”的顶尖技术

厦门柔性直流工程是世界上首个采用真双极接线方案、首个主设备全部国产化的柔性直流输电工程，同时也是当时世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流输电工程。包括浦园、鹭岛两座换流站，浦园-鹭岛高压直流电缆线路及其交流配套工程，由国网福建检修公司运维管理。

最让人引以为豪的是，厦门柔直工程的设备实现了“中国制造”、“中国引领”。换流站工程设计整体采用紧凑型结构，设备区多为户内设计。

2016年，荷兰、法国电网公司相继来访，参观浦园、鹭岛两个换流站。其中关于设备国产化、换流站内功能区域的对称设计方案、主接线方式及其灵活的四种运行方式、相关技术及设备特性等引发了国外电网公司参观人员的极大兴趣。

据检修公司柔直站的副站长陈德兴介绍，因为这是世界上第一个±320千伏柔性直流输电科技示范工程，作为当时世界上电压等级最高、容量最大的工程，许多设备均是定制生产、首次应用，从设计、设备生产到施工、运检都是自主掌握的具有标志性的国内技术，且建设周期较短。厦门柔性直流设备的运行实践，对柔性直流输电技术的进一步研究发展，特别是对国内电力设备制造技术的改进与突破均提供了重要的数据支持，给世界上其他国家在建或已建的柔直站提供了很好的技术经验借鉴。

厦门柔性直流工程鸟瞰图

小巧玲珑的厦门岛内外“电能桥”

厦门柔直换流站单站占地面积不足30亩，却能提供厦门岛50%的电力供应。这不得不让人感叹设计的强大。

厦门柔直换流站紧凑型设计的案例在如厦门这般寸土寸金的城市具有重要的应用意义，这就给国内外其他柔性直流工程的设计形成了重要的借鉴意义。

除此之外，厦门柔直工程首次采用两极三线设计、真双极接线方式，作为岛内外供电的“桥梁”，相当于一条可“通行”高电流量、实现电能智能化调配的“桥梁”，可靠地保障了厦门岛的供电。

检修公司柔直站站长郑国顺介绍说，厦门柔性直流工程可以根据岛内用电需求情况主动控制经由柔直线路输入岛内的功率，在“桥梁”部分通道故障时还能进行智能切换保障电能输入。

也就是说，如果把厦门柔性直流输电工程比作横跨厦门岛内外的“电能之桥”，把输送的电能比作车流，真双极的设计相当于在常规的双向“车道”(电能通道)中间又增加了一个双向备用“车道”，正常情况下仅启用常规的双向“车道”，备用道不通车。当其中任一“车道”出现事故(故障)或检修时，可启用备用车道，保障电流量正常通行;当任一方向“车道”因故全部堵塞时，启用备用车道，也可保障一半电能顺利“通行”。这就充分保证了电能输送的畅通性和高效性。

另一方面，柔性直流输电技术的柔性调制技术在电网功率控制、电压调节上有极大的灵活性及无功补偿的功能，让厦门岛内的供电更为稳定、灵活。

“柔性直流输电工程相当于为厦门岛增加了一个电能调节阀，让厦门岛内电压保持稳定，电能输送灵活可调。”郑国顺说，“柔直就像一个水龙头，起着调节输送功率的作用，无功与有功之间，2到3分钟就可以转换。”

如果把厦门岛的电能供应比作筼筜湖，厦门柔直换流站就是一个智能的“水闸”，连通着岛外的“大海”，不管台风暴雨还是艳阳高照，不论“大海”潮起潮落，凭借着这高科技“水闸”灵活放水、抽水的功能，电能的“筼筜湖”总能保持最佳的水位、最美的平静。

厦门柔直工程真可谓是为厦门“量身打造”的示范工程，除了占地小、容量大，灵活稳定等优点，在台风多发的“厦门”，厦门柔直工程还是“抗台”的利器。

由于换流站全户内/半户内设计，重要设备室恒温恒湿，输电线路全部缆化等特点，厦门柔直输电工程在类似“莫兰蒂”这种超强台风来临的时候也能妥妥地站稳脚跟，从容稳定地输送电能。

专家介绍说，在极端情况下，当厦门所有交流进岛供电线路均跳闸时，厦门柔直最高仍可提供1000兆瓦的功率，相当于厦门岛最大用电量的一半，在配电网不受损的前提下，基本能保障厦门岛内的供电。同时，由于柔性直流输电技术相比于常规直流具备建立无源网络电压的能力，哪怕在全岛停电的极端方式下，柔直线路也能以最快的速度建立电压、启动供电。

对比常规的高压直流换流站，厦门柔直站不仅不需要通过交流电压支撑来实现换相，还具备建立交流电压的能力，能做到有功无功解耦控制。这就意味着潮流的方向可以自主控制，不需要靠负荷端的负荷投入情况来决定潮流方向，所以遇到电网故障的时候有快速恢复控制的能力。

厦门柔直站属于岛内第四通道，电压容量大，不仅可以经受迎峰度夏考验，削峰填谷，调节用电，还可以满足厦门不断增长的经济需求。预计到2020年，可以有效保证岛内供应充足。

厦门柔直工程换流站阀厅

高效的“人工智能化”运维帮手

厦门柔直工程投运一年以来，在高压大容量柔性直流输电结构设计、设备技术、生产运行方面积累了不少经验。在很多运维的方式上，也向着“人工智能化”方向做出了卓有成效的创举。

顺控操作就是厦门柔直站进行“人工智能”运维的重要举措之一。

郑国顺说，所谓顺控操作，其实就是将所有人工要操作的程序编写进电脑里，由机器来替代人工。操作过程中，只需一个按钮下去，需要操作的步骤会按顺序进行，并且精准无误。

顺控操作的实现，大大缩短变电运行的操作时间，减轻运维人员的操作强度。经统计，柔直站换流器由热备用转冷备用的操作，采用常规遥控操作方式平均操作用时为20.5分钟;采用程序化操作方式平均操作用时为5.7分钟。同时顺控操作由综自系统来完成，减少人为的误操作可能，提高安全水平。

此外，在运维中，检修公司大力推广看板管理成果(将醒目的小标签贴在设备上)，有效提高巡视质量及效率，原来2个人对全站巡视要90分钟，推行看板管理后，60分钟即可巡视一遍，大大减少了巡视时间。

创新运维方式，还须运用高新技术。在厦门柔直站的阀厅内，可见光探头与红外探头的创新运用，极好地解决了封闭式环境中运维人员无法进入巡视的问题。

“可见光探头与红外探头的结合，就如同一个嗅觉灵敏的机器人，对需要巡视的设备保持警惕性，根据人工预先设定的巡视预置位和巡视顺序定时对设备进行检测。一个阀厅内同时装有多个高清摄像头，360°旋转检测，不留死角。一旦发生异常，立刻发出警报。”检修公司厦门柔直直流检修班班长张雯婧说。

这种新的融合方式是该公司创新提出并运用，在国内的直流站中属于首次领先应用。此举既保证了巡视的完整性，又节省了探头的数量，缩短了巡视时间，保证巡视质量。

在众多创新项目中，特别值得一提的是厦门柔直站的阀冷却系统自动加盐功能。

给阀冷却系统加盐，就如同软化血管防止血液栓塞般，能让冷却系统的管道保持畅通。而因为厦门柔直站占地面积小等原因，未设加盐池，因设备需要，人工加盐次数频繁导致工作量大。

为了提高工作效率，厦门柔直站创新研发自动加盐装置项目，实现自动将盐从低处向上运输到盐箱中，并实现对加盐量的控制。目前项目已在鹭岛换流站成功试运行。

张雯婧说，自动加盐技术在国内，目前仅厦门柔直工程实现了创新运用。

创新点太多，无法一一例举。厦门柔直工程还在发展，然而创新运维永不止步。

首检是柔直站投运一年来对设备开展的全方位检查，采取集中停电检修的模式，检验设备各方面性能是否满足规程规范的要求，若发现“疾病”则及时“治疗”。

按照“逢停必扫”的原则，通过例行检查、清扫、集中消缺、隐患整改，全面检修一二次系统、换流阀、冷却系统、暖通系统、消防、红外、安防视频等设备，重点检测设备的安全可靠性、设备的性能，相当于对设备进行了一次精细化的人工“体检”。

不仅对全站电气设备、辅助设备、土建设施进行了全面的检查、排查，还根据投运以来生产运行情况开展了多项设备技术改造及专项治理工作，是福建电网第一次真正意义上的集中停电全面检修。不仅在设备技术方面进行了多项改进，大大提高了设备运行的稳定性、可靠性，也在土建设施方面进行了多项优化，为厦门柔直工程创建国家优质工程提供了保障。