柔直換流站生產準備工作探究

劉吉昀

摘? 要：隨著新能源發電技術的推廣與應用，新能源電力的并網和送出成為關鍵環節，柔性直流輸電技術在此方面擁有巨大優勢。柔直換流站是柔性直流輸電中重要組成部分，設備具有技術先進、應用經驗少等特點，文章淺析了張北柔直工程北京換流站運維、檢修的生產準備工作，對今后柔直換流站運檢單位生產準備工作有一定借鑒作用。

關鍵詞：柔性直流;換流站;生產準備工作

中圖分類號：F426.61? ? ? ? ?文獻標志碼：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，是國家電網服務能源清潔低碳發展的重大工程。該工程包括在張家口市康?？h、張北縣，承德豐寧分別建設的三座±500千伏送端柔性直流換流站，和在北京建設的一座±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100%清潔能源供電，有力服務低碳奧運專區建設。國網北京市電力公司負責北京換流站的運維、檢修工作。

1 柔直換流站與變電站、直流換流站區別

現階段，柔直換流站相較于變電站、傳統直流換流站應用范圍小、投運數量少、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、母線、避雷器、電容器、電抗器等，應用最為廣泛，但其交流特性致使輸送容量受限、故障損失較大、電能質量要求較高，不利于跨區域、大容量輸送電能。

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

柔直換流站利用柔性直流輸電技術，是一種以電壓源換流器、自關斷器件和脈寬調制（PWM）技術為基礎的新型輸電技術，該輸電技術具有可向無源網絡供電、不會出現換相失敗、換流站間無需通信以及易于構成多端直流系統等優點[2]。柔直換流站較傳統換流站換流閥為電壓源換流器（VSC），其用可關斷器件（通常為IGBT）代替傳統晶閘管，其是由BJT（雙極型三極管）和MOS（絕緣柵型場效應管）組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，驅動功率小而飽和壓降低。

2 明確生產準備任務

根據以往工程、生產經驗，遵照公司相應規定、規范，結合工程實際情況，明確柔直換流站生產準備任務，主要分為以下七部分：（1）確定組織機構的設置及人員配備方案。（2）制定生產準備工作大綱、工作計劃和實施細則。（3）選派適合的生產骨干進駐工程現場，參加工程建設，跟蹤了解工程進度和質量，提出優化意見和建議，落實技術監督和反事故措施要求。（4）制定各類生產人員的培訓計劃并組織實施。（5）配備生產必需的各類工器具、儀器儀表、家器具、標示牌、生產車輛等。（6）制定現場運行規程、驗收大綱、驗收卡和管理制度。（7）工程資料的接收及管理。

3 制定生產準備方案及計劃

根據工程建設進度、投運安排、生產工作實際情況，超前謀劃，精心組織，倒排時間節點，制定生產準備方案及計劃，按期、有序、高質量完成各項生產準備工作，切實做到“人員培訓到位、跟蹤驗收到位，現場規程到位，物資準備到位、隱患排查到位，調試接站到位”，為實現換流站“管理標準化、隊伍專業化、運檢精益化，措施現代化”，以及柔直換流站投運后的長周期安全穩定運行奠定堅實基礎。方案應包括工作目標、工作思路、組織架構及責任、計劃任務等方面，并定期對計劃完成情況進行總結、分析，合理地安排下一段時期工作，確保生產準備工作在投運前保質保量完成。

4 人員培訓

人員培訓以學習柔性直流技術、換流站運維、檢修為核心，根據人員特點，差異化培養，針對不同層次、不同專業人員，制定切實可行的培訓計劃，以適崗勝任為目標，強化柔性直流輸電技術和運維技術培訓，按照“由簡到繁、由淺入深”的整體思路，采取理論培訓、現場跟班、駐廠學習等多種方式，制定相應人才培養方案。柔性換流站相關技術是一項全新的前沿技術，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，其中還有多臺（套）、世界“首臺首套”設備應用，技術復雜，理論難度大，統籌安排選拔學歷水平高、專業對口的近年入企年輕大學生為班底，打造運維、檢修團隊。

理論知識培訓?？刹扇⊙埓髮W專業教授、老師專題講座，利用專業書籍、文獻、網絡MOOC自學，內部小組討論，邀請公司內部專家授課等形式開展，對柔性直流技術、換流站運維、檢修技術理論知識進行學習，建立柔直換流站運維、檢修概念。

現場跟班學習。聯系投運時間較長、運維經驗豐富的換流站進行駐站跟班學習，與現場值班人員同吃同住，學習換流站運維基礎知識和換流站檢修基礎知識，以及各項工作流程、日常工作和定期工作、監盤、事故處理等。

駐廠學習。根據《國家電網公司直流換流站驗收管理規定（試行）》規定，運檢單位應參加換流站基建工程廠內驗收，利用此機會，派專人駐廠驗收、學習，與廠家研發、生產人員學習、交流設備原理、內部結構、運維檢修注意事項等。

5 設備驗收

設備驗收是換流站建設、投運過程中最重要的環節之一，根據《國家電網公司直流換流站驗收管理規定（試行）》規定，驗收分為可研初設審查、廠內驗收、到貨驗收、隱蔽工程驗收、中間驗收、竣工（預）驗收、啟動驗收，驗收過程貫穿土建建設、電氣安裝、系統調試等整個過程。驗收工作開始前，結合現場設備實際情況，編制完善的驗收大綱和驗收標準化作業指導書、驗收卡?？梢浴秶译娋W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》、《國家電網有限公司十八項電網重大反事故措施》、《國家電網公司直流換流站驗收管理規定（試行）》等公司文件、行業規范為基礎，結合所在地區特殊規定，編制驗收指導書、驗收卡。

根據《國家電網公司關于印發新建輸變電工程竣工預驗收標準工期的通知》要求，合理安排驗收人員、制定驗收計劃、預估驗收時間。驗收過程中，按設備分組，明確小組負責人，統一驗收標準，嚴格執行“一設備一卡”，按照經審核的驗收卡內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。根據相關規定及運維、檢修人員需求，要求設備廠家、施工單位提供電子版、紙質版中文資料，安排專人接收、整理、存檔，梳理物資合同及會議紀要，統計備品備件、儀器儀表數量，準備進行備品備件、儀器儀表的交接、驗收工作。與建管、監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，確保驗收質量。

驗收過程中，在設備安裝調試過程中，對關鍵工藝、關鍵工序、關鍵部件、重點試驗、隱蔽工程等過程，運維人員應旁站驗收，嚴格執行相關標準，嚴把設備質量關，并做好相關數據、驗收記錄和照片、視頻等影像記錄。對發現的缺陷和需要整改的問題，及時匯總反饋至建設、監理、施工等單位，督促建設管理單位組織消缺、整改，重大問題以反饋單形式上報上級管理部門，確?！傲闳毕荨币平?。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督執行，督促建設管理單位按時移交新建工程檔案資料，涉及進口設備為避免翻譯歧義，應要求廠家提供中文版資料。

6 調試配合

換流站系統調試是保證換流站一、二次設備安裝完成后，運維單位初步驗收之后，驗證工程項目整體質量、設備能否穩定運行的工作過程，尤其是檢驗一次設備和二次控制保護系統配合性能。系統調試主要由建設組織單位組織，電科院負責，運維單位、經研院、建設管理單位、施工單位、廠家、技術支持單位等參與，運維單位主要負責調試期間設備倒閘操作、設備狀態監視等工作。

調試期間工作任務重、時間緊，運維單位應提前與調試單位溝通，了解獲取調試計劃、調試方案，做好人員分組、操作練功等調試準備工作。調試工作是運維人員提升技能水平的最佳時間，可充分了解設備故障發生情況，應安排專人對調試試驗項目過程中的現象進行記錄，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的重要資料。

7 生產準備改進建議

7.1 開展生產準備工作時間提前

一線運維、檢修人員應提前介入工程，提前開展生產準備工作，尤其是柔直換流站設備數量多、技術復雜，對生產準備期要求更長，生產單位可以有充足的時間，進行人員培訓、物資準備，確保柔直換流站順利投運。

7.2 加強與建設方溝通

換流站屬地化管理后，各公司運維管理不同，運維單位應加強與建管單位溝通協調，根據日后自身工作要求、習慣，提出更符合生產的建議。對于一些特殊規定，提前告知建設管理單位協商執行，避免驗收時存在分歧。

7.3 全面把控施工質量

利用建設期施工單位、監理單位、建管單位的三級檢查，要求相關單位提供相應檢查資料包括文字、影像資料，確保施工質量，發現不合格，及時要求整改或者返工。對于隱蔽工程、核心設備安裝，要求設計院、廠家對施工、安裝單位、監理做好技術交底，必要時進行旁站見證。

8 結束語

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

參考文獻：

[1]崔巍.柔性直流輸電技術及其發展分析[J].科技與企業，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電場并網中的應用研究[D].北京：中國電力科學研究院，2007.