柔直换流站生产准备工作探究

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　　摘  要：随着新能源发电技术的推广与应用，新能源电力的并网和送出成为关键环节，柔性直流输电技术在此方面拥有巨大优势。柔直换流站是柔性直流输电中重要组成部分，设备具有技术先进、应用经验少等特点，文章浅析了张北柔直工程北京换流站运维、检修的生产准备工作，对今后柔直换流站运检单位生产准备工作有一定借鉴作用。
　　关键词：柔性直流;换流站;生产准备工作
　　中图分类号：F426.61         文献标志码：A         文章编号：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
　　张北±500千伏柔性直流输电示范工程是世界首个柔性直流电网工程，也是世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流工程，是国家电网服务能源清洁低碳发展的重大工程。该工程包括在张家口市康保县、张北县，承德丰宁分别建设的三座±500千伏送端柔性直流换流站，和在北京建设的一座±500千伏受端柔性直流换流站，总换流容量900万千瓦。工程投运后，将实现张北新能源基地、丰宁储能电源与北京负荷中心相连。届时北京市外受电比例将达到70%，冬奥场馆实现100%清洁能源供电，有力服务低碳奥运专区建设。国网北京市电力公司负责北京换流站的运维、检修工作。
　　1 柔直换流站与变电站、直流换流站区别
　　现阶段，柔直换流站相较于变电站、传统直流换流站应用范围小、投运数量少、认知相对浅薄[1]。
　　变电站是以交流电的形式对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所，主要包括变压器、高压断路器、隔离开关、母线、避雷器、电容器、电抗器等，应用最为广泛，但其交流特性致使输送容量受限、故障损失较大、电能质量要求较高，不利于跨区域、大容量输送电能。
　　传统直流换流站利用直流输电技术，可大容量、远距离输送电能，较交流线路造价低、损耗小，故障时能限制系统的短路电流。传统直流换流站主要包括晶闸管换流阀、换流变压器、交流开关、平波电抗器、交流滤波器、无功补偿设备等。由于设备众多，占地面积较大，造价较高，现阶段主要用于远距离输电、电网间互联。
　　柔直换流站利用柔性直流输电技术，是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制（PWM）技术为基础的新型输电技术，该输电技术具有可向无源网络供电、不会出现换相失败、换流站间无需通信以及易于构成多端直流系统等优点[2]。柔直换流站较传统换流站换流阀为电压源换流器（VSC），其用可关断器件（通常为IGBT）代替传统晶闸管，其是由BJT（双极型三极管）和MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，驱动功率小而饱和压降低。
　　2 明确生产準备任务
　　根据以往工程、生产经验，遵照公司相应规定、规范，结合工程实际情况，明确柔直换流站生产准备任务，主要分为以下七部分：（1）确定组织机构的设置及人员配备方案。（2）制定生产准备工作大纲、工作计划和实施细则。（3）选派适合的生产骨干进驻工程现场，参加工程建设，跟踪了解工程进度和质量，提出优化意见和建议，落实技术监督和反事故措施要求。（4）制定各类生产人员的培训计划并组织实施。（5）配备生产必需的各类工器具、仪器仪表、家器具、标示牌、生产车辆等。（6）制定现场运行规程、验收大纲、验收卡和管理制度。（7）工程资料的接收及管理。
　　3 制定生产准备方案及计划
　　根据工程建设进度、投运安排、生产工作实际情况，超前谋划，精心组织，倒排时间节点，制定生产准备方案及计划，按期、有序、高质量完成各项生产准备工作，切实做到“人员培训到位、跟踪验收到位，现场规程到位，物资准备到位、隐患排查到位，调试接站到位”，为实现换流站“管理标准化、队伍专业化、运检精益化，措施现代化”，以及柔直换流站投运后的长周期安全稳定运行奠定坚实基础。方案应包括工作目标、工作思路、组织架构及责任、计划任务等方面，并定期对计划完成情况进行总结、分析，合理地安排下一段时期工作，确保生产准备工作在投运前保质保量完成。 　　4 人员培训
　　人员培训以学习柔性直流技术、换流站运维、检修为核心，根据人员特点，差异化培养，针对不同层次、不同专业人员，制定切实可行的培训计划，以适岗胜任为目标，强化柔性直流输电技术和运维技术培训，按照“由简到繁、由浅入深”的整体思路，采取理论培训、现场跟班、驻厂学习等多种方式，制定相应人才培养方案。柔性换流站相关技术是一项全新的前沿技术，而张北柔直工作作为试验示范工程，涉及高容量换流阀、直流断路器、耗能装置等新装备、新专业，其中还有多台（套）、世界“首台首套”设备应用，技术复杂，理论难度大，统筹安排选拔学历水平高、专业对口的近年入企年轻大学生为班底，打造运维、检修团队。
　　理论知识培训。可采取邀请大学专业教授、老师专题讲座，利用专业书籍、文献、网络MOOC自学，内部小组讨论，邀请公司内部专家授课等形式开展，对柔性直流技术、换流站运维、检修技术理论知识进行学习，建立柔直换流站运维、检修概念。
　　现场跟班学习。联系投运时间较长、运维经验丰富的换流站进行驻站跟班学习，与现场值班人员同吃同住，学习换流站运维基础知识和换流站检修基础知识，以及各项工作流程、日常工作和定期工作、监盘、事故处理等。
　　驻厂学习。根据《国家电网公司直流换流站验收管理规定（试行）》规定，运检单位应参加换流站基建工程厂内验收，利用此机会，派专人驻厂验收、学习，与厂家研发、生产人员学习、交流设备原理、内部结构、运维检修注意事项等。
　　5 设备验收
　　设备验收是换流站建设、投运过程中最重要的环节之一，根据《国家电网公司直流换流站验收管理规定（试行）》规定，验收分为可研初设审查、厂内验收、到货验收、隐蔽工程验收、中间验收、竣工（预）验收、启动验收，验收过程贯穿土建建设、电气安装、系统调试等整个过程。验收工作开始前，结合现场设备实际情况，编制完善的验收大纲和验收标准化作业指导书、验收卡。可以《国家电网公司防止直流换流站单、双极强迫停运二十一项反事故措施》、《国家电网有限公司十八项电网重大反事故措施》、《国家电网公司直流换流站验收管理规定（试行）》等公司文件、行业规范为基础，结合所在地区特殊规定，编制验收指导书、验收卡。
　　根据《国家电网公司关于印发新建输变电工程竣工预验收标准工期的通知》要求，合理安排验收人员、制定验收计划、预估验收时间。验收过程中，按设备分组，明确小组负责人，统一验收标准，严格执行“一设备一卡”，按照经审核的验收卡内所列的项目实施验收，做到验收记录清晰全面，确保验收无遗漏、有缺项。根据相关规定及运维、检修人员需求，要求设备厂家、施工单位提供电子版、纸质版中文资料，安排专人接收、整理、存档，梳理物资合同及会议纪要，统计备品备件、仪器仪表数量，准备进行备品备件、仪器仪表的交接、验收工作。与建管、监理单位建立沟通机制，要求电气安装单位、厂家配合验收、消缺工作，确保验收质量。
　　验收过程中，在设备安装调试过程中，对关键工艺、关键工序、关键部件、重点试验、隐蔽工程等过程，运维人员应旁站验收，严格执行相关标准，严把设备质量关，并做好相关数据、验收记录和照片、视频等影像记录。对发现的缺陷和需要整改的问题，及时汇总反馈至建设、监理、施工等单位，督促建设管理单位组织消缺、整改，重大问题以反馈单形式上报上级管理部门，确保“零缺陷”移交。全面掌握缺陷的消除情况、遗留缺陷的处理方案及计划并监督执行，督促建设管理单位按时移交新建工程档案资料，涉及进口设备为避免翻译歧义，应要求厂家提供中文版资料。
　　6 调试配合
　　换流站系统调试是保证换流站一、二次设备安装完成后，运维单位初步验收之后，验证工程项目整体质量、设备能否稳定运行的工作过程，尤其是检验一次设备和二次控制保护系统配合性能。系统调试主要由建设组织单位组织，电科院负责，运维单位、经研院、建设管理单位、施工单位、厂家、技术支持单位等参与，运维单位主要负责调试期间设备倒闸操作、设备状态监视等工作。
　　调试期间工作任务重、时间紧，运维单位应提前与调试单位沟通，了解获取调试计划、调试方案，做好人员分组、操作练功等调试准备工作。调试工作是运维人员提升技能水平的最佳时间，可充分了解设备故障发生情况，应安排专人对调试试验项目过程中的现象进行记录，可利用录屏、摄像、照片等手段进行详细记录作为投运后人员培训的重要资料。
　　7 生产准备改进建议
　　7.1 开展生产准备工作时间提前
　　一线运维、检修人员应提前介入工程，提前开展生产准备工作，尤其是柔直换流站设备数量多、技术复杂，对生产准备期要求更长，生產单位可以有充足的时间，进行人员培训、物资准备，确保柔直换流站顺利投运。
　　7.2 加强与建设方沟通
　　换流站属地化管理后，各公司运维管理不同，运维单位应加强与建管单位沟通协调，根据日后自身工作要求、习惯，提出更符合生产的建议。对于一些特殊规定，提前告知建设管理单位协商执行，避免验收时存在分歧。
　　7.3 全面把控施工质量
　　利用建设期施工单位、监理单位、建管单位的三级检查，要求相关单位提供相应检查资料包括文字、影像资料，确保施工质量，发现不合格，及时要求整改或者返工。对于隐蔽工程、核心设备安装，要求设计院、厂家对施工、安装单位、监理做好技术交底，必要时进行旁站见证。
　　8 结束语
　　综上所述，本文主要是从柔直换流站与变电站、直流换流站区别、生产准备任务、制定生产准备方案及计划、人员培训、设备验收等方面进行介绍、阐述，作者提出生产准备部分工作的改进意见，供大家参考。
　　参考文献：
　　[1]崔巍.柔性直流输电技术及其发展分析[J].科技与企业，2015（11）：132.
　　[2]魏晓光.电压源换流器高压直流输电控制策略及其在风电场并网中的应用研究[D].北京：中国电力科学研究院，2007.
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