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中國能源報:繪電力互聯,助水火互濟——中國能建以技術支撐云貴互聯通道工程建設
作者:張朝煜 日期:2020-06-23 訪問次數: 字號:[ ]
  6月11日,由中國能建西南院(以下簡稱“西南院”)、中南院和廣東院參與設計的,世界首個兩端改三端±500千伏直流工程——云貴互聯通道工程順利竣工,并一次性實現三端雙極投運,比計劃時間提前19天。工程的投運標志著云南與貴州正式形成電力互聯互濟綜合體,并且每年可向粵港澳大灣區輸送云南清潔水電60億千瓦時。

  從系統方案到工程實施,中國能建的工程師以專業的設計、精確的數據、精細的圖紙、精心的服務,技術助力云貴互聯通道工程提前投運,為清潔能源的高效利用貢獻智慧與力量。
  兩端改三端 從設想到現實

  云貴互聯通道工程是國家重點輸變電項目,也是踐行“西部大開發”戰略、落實“新基建”決策部署、助力我國能源轉型的標志性工程。

  在工程建設中,“兩端改三端”的設想正式從藍圖變為現實。據西南院副總工程師李彬介紹:“隨著金沙江流域水電項目的陸續開發和云南省內幾座水電站的建成投運,如何提升云南豐水期的水電外送能力,利用已有的輸電通道把富余的清潔能源送出去,正是需要解決的問題。”通過對大量數據的分析,“兩端改三端”的直流方案逐步成型。即在原有貴州高坡換流站到廣東肇慶換流站直流輸電工程的基礎上,從云南祿勸換流站到高坡換流站新建長約393公里的直流線路,改造高坡換流站、肇慶換流站,形成三端直流輸電通道,全長約1283公里,額定容量達到300萬千瓦。
  “新建的直流線路途經云南、貴州兩省,云南省內線路長約255公里,貴州省內線路長約138公里,線路實際路徑與航空直線的曲折系數為1.20。”一項項設計參數牢牢地印在西南院送電電氣科副科長周唯的腦中,“西南院設計的線路均位于云南,長度達111公里,桿塔共計263基,線路冰區劃分復雜,其中40毫米重冰區3.5公里,30毫米冰區13公里,20毫米冰區31.9公里,如何進行這部分線路的設計工作成為重中之重。”
  面對云南境內首次出現的40毫米冰區段,西南院設計團隊進行了多項創新設計,從而保證了工程的經濟性和安全性。通過技術經濟比選,降低了特重冰區塔位高差,縮短了重覆冰區長度。從8種方案中,選取了機械特性最優的方案,可確保冬季覆冰導線的過載能力。創新V型絕緣子串設計,使工程抗冰閃和抗污閃能力雙提升。工程師對稀有覆冰、不均勻冰等特殊工況進行充分驗算,提高了桿塔抗冰害能力。同時,積極采用原狀土基礎,避免了因水土流失對桿塔穩定性造成影響。
  數字化設計 讓施工更流暢

  作為該工程唯一的一座新建換流站,祿勸換流站建設周期僅15個月,是目前世界上建設周期最短的超高壓換流站,西南院承擔了祿勸換流站的設計工作。

  “祿勸換流站海拔2530米,是目前南方電網公司海拔最高的超高壓換流站。站內地形條件復雜,場地內幾乎全是溶洞,直徑最大可達6.1米,這種基礎處理起來難度相當大。”西南院副總工程師余波說,“另外,場地內還有47米的大高差,幾種限制條件全遇到了,但勘察設計優化就是從這些不利條件著手的,從而降低施工作業難度,減少工程項目投資。”
  西南院提前謀劃,為工程按期投運發力。工程師結合實際情況,因地制宜,靈活采用多種方式應對復雜巖溶地質,綜合采用溶洞鑲嵌、梁板跨越、基礎淺埋等方式,克服了常規巖溶處理方式不確定性、方案反復變化的常規弊端,節約投資約1500萬元。
  考慮到工期的緊迫性,祿勸換流站分批分步采用了“新基建”獨有的數字化設計技術,開啟全新的設計咨詢和技術服務模式。
  “換流站規模大、設備多、構造復雜。原來,很多碰撞都是在施工時發現,再反饋給設計單位進行調整,'一來一回'耽誤時間,在這個工程中行不通。”來自施工單位的項目技術員說,“這個工程從設計之初便采用先進的數字化設計手段,設計院提供的三維圖紙解決了原來各專業間經常碰撞的問題,減少了很多不必要的返工時間,使施工更加順暢了。”
  西南院精心策劃組織設計團隊,設計人員掌握數字化設計技術,電網工程分公司三維數字化設計科負責專業間的資料整合,通過自主研發的三維協同設計平臺,有效結合云計算、移動互聯網、VR和AR三維可視化等技術,把數字化成品圖紙更加全面、直觀地展現在各參建單位眼前。根據參建單位的不同需求,進行點對點的局部優化,保證了供貨商加工排產、現場施工的連續性。
  優化程序 保障工期

  時間回溯到2019年3月,西南院成功中標祿勸換流站新建工程,也同時立下2020年6月30日豐水期前工程務必投運的“軍令狀”。

  在動員會上,西南院副總經理高元說:“以往一個換流站的設計時間需要12-14個月,倒排工期,我們的設計時間不超過3個月。”他深知這對一線設計人員是極大的考驗,強調安全、質量、效率缺一不可,采取分階段、矩陣化設計,分專業、分系統優化設計程序,全力保障施工時間。
  “設計卷冊安排前便與現場溝通了解圖紙需求時間,將出圖時間明確到天。一個卷冊細分為若干份,不同卷冊人'三班倒'同時負責。主體專業配置多名主管科長進行質量把關,減少不必要的返工。”西南院變電一次主設人樊艷回憶道,黨員先鋒隊和青年突擊隊火速成立,只為迎接“大考”。
  為了滿足工期要求,勘測開始時,施工單位也同時進行場平,西南院勘測工程分公司地質專業主設人何大志介紹道:“我們安全優質高效地完成鉆孔394個,總進尺約9600米。對于換流站建設來講,勘測工作量創下西南院的紀錄,在我國電力行業也是屈指可數。”
  換流站設計團隊在挑戰著“不可能”,線路設計團隊也充分展現了責任與擔當——從2018年3月29日啟動可行性研究設計,到2018年8月31日通過可行性研究審查,僅用時5個月。每個方案都仔細推敲,每段線路都反復踏勘,每張圖紙都認真繪制,設計團隊克服極短工期以及突如其來的新冠肺炎疫情影響,迎來了云貴互聯通道工程比預計工期提前整整19天投運。
(來源:中國能源報2020年6月22日,第24版)

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