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我國自主研發(fā)設(shè)計的向家壩-上海±800千伏特高壓直流輸電示范工程投入運行
向家壩-上海±800kV特高壓直流輸電示范工程是我國自主研發(fā)、自主設(shè)計和自主建設(shè)的，世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的直流輸電工程，是我國能源領(lǐng)域取得的世界級創(chuàng)新成果，代表了當(dāng)今世界高壓直流輸電技術(shù)的最高水平。向-上工程于2007年4月26日核準(zhǔn)，2010年7月8日投入運行。工程在±500kV超高壓直流輸電工程的基礎(chǔ)上，在世界范圍內(nèi)率先實現(xiàn)了直流輸電電壓和電流的雙提升，輸電容量和送電距離的雙突破，它的成功建設(shè)和投入運行，標(biāo)志著國家電網(wǎng)全面進(jìn)入特高壓交直流混合電網(wǎng)時代。
特高壓直流輸電示范工程投運后，每年可向上海輸送320億千瓦時的清潔電能，最大輸送功率約占上海高峰負(fù)荷的1/3，可節(jié)省原煤1500萬噸，減排二氧化碳超過3000萬噸。工程的成功建設(shè)系統(tǒng)驗證了特高壓直流輸電的技術(shù)可行性、設(shè)備可靠性、系統(tǒng)安全性和環(huán)境友好性，是國家電網(wǎng)公司繼特高壓交流試驗示范工程成功投產(chǎn)后的又一重大成果。
工程簡介
向家壩-上海±800kV特高壓直流輸電示范工程承擔(dān)著金沙江下游大型水電基地的送出任務(wù)，起于四川宜賓復(fù)龍換流站，止于上海奉賢換流站，途經(jīng)四川、重慶、湖北、湖南、安徽、浙江、江蘇、上海等8省市，四次跨越長江。線路全長1907公里。工程額定電壓±800千伏，額定電流4000安培，額定輸送功率640萬千瓦，最大連續(xù)輸送功率720萬千瓦。工程由國家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)建設(shè)。
工程建設(shè)意義
向-上工程的成功投運，標(biāo)志著國家電網(wǎng)在超遠(yuǎn)距離、超大規(guī)模輸電技術(shù)上取得全面突破，為加快我國西部地區(qū)清潔能源的大規(guī)模開發(fā)，提高非化石能源比重，形成可持續(xù)的能源供應(yīng)體系，應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)奠定了堅實的基礎(chǔ)，是迎接新能源革命的開創(chuàng)工程。
工程的成功投運，標(biāo)志著國家電網(wǎng)全面進(jìn)入特高壓交直流電網(wǎng)時代，為推動電力布局從就地平衡向全國乃至更大范圍統(tǒng)籌平衡轉(zhuǎn)變，從根本上解決長期存在的煤電運緊張矛盾奠定了堅實的基礎(chǔ)，是轉(zhuǎn)變我國電力發(fā)展方式的關(guān)鍵工程。
工程的成功投運，標(biāo)志著我國已經(jīng)全面攻克了特高壓交、直流兩大前沿領(lǐng)域的世界性難題、搶占了制高點，在理論研究、工程建設(shè)、運行管理、試驗?zāi)芰Α?biāo)準(zhǔn)制定等各方面都走在了國際前列，為我國從電力大國走向電力科技強(qiáng)國奠定了堅實基礎(chǔ)，是電力行業(yè)服務(wù)創(chuàng)新型國家建設(shè)的標(biāo)志工程。
工程的成功投運，標(biāo)志著我國已經(jīng)具備了生產(chǎn)和系統(tǒng)集成全套特高壓直流關(guān)鍵設(shè)備的綜合能力，顯著提升了我國電工裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力和核心競爭力，為我國電工裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和跨越發(fā)展創(chuàng)造了條件，是振興民族裝備業(yè)的引領(lǐng)工程。
工程主要特點
（一）技術(shù)水平高。特高壓直流輸電工程額定電壓±800千伏，額定電流4000安培，最大連續(xù)輸送容量720萬千瓦，送電距離近2000公里，是世界直流輸電技術(shù)的制高點；特高壓直流關(guān)鍵設(shè)備均為首次研制，沒有可供借鑒的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，需要對特高壓直流工程系統(tǒng)方案、過電壓與絕緣配合、電磁環(huán)境控制、成套設(shè)計和設(shè)備制造等方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)攻關(guān)。
（二）設(shè)備研制難度大。特高壓直流設(shè)備絕緣水平高，通流能力大，使用的800千伏、30萬千伏安級特高壓換流變壓器，通流能力4500安培的6英寸晶閘管，單閥組容量180萬千瓦的換流閥，額定電流4000安培的低噪聲干式平波電抗器、直流穿墻套管、直流斷路器和隔離開關(guān)，基于實時操作系統(tǒng)的換流站控制保護(hù)系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備均為世界首創(chuàng)，研制難度極大，是對電力電子技術(shù)、電工技術(shù)、材料技術(shù)、高壓試驗技術(shù)和控制技術(shù)的極限挑戰(zhàn)。特別是兩大系列、8種型號換流變的研發(fā)，涉及電場分布技術(shù)、磁場分布技術(shù)、發(fā)熱和傳導(dǎo)計算、諧波分析、油紙兼容和電化學(xué)技術(shù)、直流電場和交流電場疊加交互作用分析等技術(shù)。每臺換流變涉及上萬種物料，物料供應(yīng)涉及多個國家數(shù)十個制造廠，組織和管理難度極大。
（三）建設(shè)任務(wù)繁重。特高壓直流工程采用雙極、每極兩個十二脈動換流器串聯(lián)接線，輸送容量、送電距離和工程量均是±500kV直流工程的兩倍以上。工程共需換流變壓器56臺，平波電抗器20臺，換流閥96個，晶閘管5794只，控制保護(hù)屏柜832面；導(dǎo)地線5.9萬噸，鐵塔材料23萬噸，瓷絕緣子72萬片，合成絕緣子2萬支。線路工程途經(jīng)8個?。ㄊ校?，56個縣（市）、區(qū)，房屋拆遷總計9152戶、近250萬平米，涉及大型廠礦搬遷195處。工程試驗室聯(lián)調(diào)項目2200項，現(xiàn)場分系統(tǒng)調(diào)試超過2萬項，站系統(tǒng)調(diào)試147項，系統(tǒng)調(diào)試12大類591項?？傆嬘?6家設(shè)計單位、111家廠商、168家施工監(jiān)理單位參與工程建設(shè)，組成了最大規(guī)模的建設(shè)聯(lián)合體。信息整理：gztaicheng.com
（四）可靠性指標(biāo)先進(jìn)。特高壓直流工程采用對稱、模塊化設(shè)計，單個換流模塊故障情況下，其它換流模塊仍可以繼續(xù)運行，一個極故障也不影響另一極的運行，有46種運行方式，運行方式靈活。由于每個換流模塊相對獨立，工程設(shè)計的可靠性指標(biāo)大大提升，能量不可用率不大于0.5%，雙極強(qiáng)迫停運率不大于0.05次/年，遠(yuǎn)小于±500kV直流工程的0.1次/年。
（五）環(huán)保指標(biāo)嚴(yán)格。通過采用6×720mm2的大截面、多分裂導(dǎo)線，增加對地距離，特高壓直流輸電線路的電磁環(huán)境指標(biāo)優(yōu)于±500kV直流工程；通過采用低噪音設(shè)備、優(yōu)化換流站平面布置、采用隔聲屏障等措施，特高壓換流站場界和周邊居民敏感點噪聲達(dá)到國家二類標(biāo)準(zhǔn)，晝間不大于60dB(A)，夜間不大于50dB(A)。通過采用GIS等節(jié)地設(shè)備、共用接地極、優(yōu)化線路路徑和換流站平面布置等措施，有效減少了工程占地面積，使換流站單位面積換流容量達(dá)到±500kV直流工程的1.65倍（與三滬工程受端換流站相比），線路長度也大幅縮短；全面采用全方位高低腿、錨桿及掏挖基礎(chǔ)施工、動力傘架線等節(jié)能環(huán)保型施工技術(shù)，工程對環(huán)境的影響完全達(dá)到并優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求。
（六）經(jīng)濟(jì)效益顯著。特高壓直流工程單位走廊輸電能力約為±500kV直流工程的1.5倍，單位長度單位容量線路電阻損耗約為±500kV直流工程的40%。工程總投資為232.74億元，每千瓦每公里造價1.91元/(千瓦?公里)，比±500kV直流工程（三滬工程）每千瓦每公里造價2.16 元/(千瓦?公里)降低11.6%，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性；兩端換流站總投資為110.38億元，單位輸送容量造價1725元/千瓦，相比±500kV直流工程（三滬工程）單位輸送容量造價1680元/千瓦僅增加2.7%，基本達(dá)到同等造價水平。
工程創(chuàng)新成就
特高壓直流示范工程始終堅持“科研為先導(dǎo)，設(shè)計為龍頭，設(shè)備是關(guān)鍵，建設(shè)是基礎(chǔ)”的方針，把創(chuàng)新作為增強(qiáng)特高壓直流輸電技術(shù)生命力的關(guān)鍵，將創(chuàng)新意識貫徹到工程建設(shè)每個環(huán)節(jié)，取得了一大批國內(nèi)外領(lǐng)先的創(chuàng)新成果，形成了世界上試驗?zāi)芰ψ顝?qiáng)的特高壓、大電網(wǎng)試驗研究體系，培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的技術(shù)和管理人才。主要創(chuàng)新成果如下：
（一） 工程技術(shù)方案先進(jìn)，率先實現(xiàn)直流輸電電壓、電流雙提升。特高壓直流示范工程不僅將輸送電壓提升至800千伏，同時采用6英寸晶閘管技術(shù)，將額定電流提升至4000安培，使工程額定輸送容量達(dá)到640萬千瓦，最大連續(xù)輸送容量達(dá)到720萬千瓦。經(jīng)過艱苦的科研攻關(guān)，±800kV特高壓直流輸電的技術(shù)難點相繼被突破，工程順利通過嚴(yán)格的試驗考核，系統(tǒng)功能和輸送能力達(dá)到設(shè)計要求。而輸送容量的提升，也極大地提高了工程的經(jīng)濟(jì)性，使單位容量單位送電距離的造價水平低于±500kV直流工程。
（二） 科研成果突出，全面掌握特高壓直流輸電核心技術(shù)。為全面支撐關(guān)鍵技術(shù)研究，投資建設(shè)了世界一流的特高壓直流試驗基地、高海拔試驗基地、桿塔試驗基地、特高壓直流輸電工程成套設(shè)計研發(fā)（實驗）中心、大電網(wǎng)仿真中心，擁有了世界最高參數(shù)的高電壓、大電網(wǎng)試驗和大電網(wǎng)仿真條件，試驗研究能力達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。借助這些先進(jìn)的試驗條件和手段，共完成重大關(guān)鍵技術(shù)和工程專項研究130項，研究內(nèi)容全面系統(tǒng)，涵蓋規(guī)劃、系統(tǒng)、設(shè)計、設(shè)備、施工、調(diào)試、試驗、調(diào)度、運行等，成功解決了特高壓直流輸電關(guān)鍵的技術(shù)難題，取得了一大批具有世界領(lǐng)先水平的技術(shù)成果，全面掌握了特高壓直流輸電核心技術(shù)，實現(xiàn)了原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的有機(jī)結(jié)合。目前，特高壓直流輸電技術(shù)已申請專利214項，已授權(quán)92項。
（三） 標(biāo)準(zhǔn)化工作系統(tǒng)推進(jìn)，完整建立特高壓輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。在世界上首次研究形成了從系統(tǒng)成套、工程設(shè)計、設(shè)備制造、施工安裝、調(diào)試試驗到運行維護(hù)的全套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和試驗規(guī)范，為特高壓輸電的規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了條件。推動成立了IEC高壓直流輸電技術(shù)委員會（編號為TC115）并將秘書處設(shè)在中國，秘書處成員均為國家電網(wǎng)公司員工，大大增強(qiáng)了我國在世界高壓輸電領(lǐng)域的話語權(quán)。截至目前，共發(fā)布特高壓直流技術(shù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)57項、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項，立項編制國際標(biāo)準(zhǔn)4項、國家標(biāo)準(zhǔn)14項、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7項，2名公司系統(tǒng)專家被推薦成為Cigre委員會直流顧問組成員，多名公司系統(tǒng)專家被推薦成為IEC國際標(biāo)準(zhǔn)工作組發(fā)起人或成員。
（四）勇于開展設(shè)計創(chuàng)新，深入優(yōu)化工程實施方案。成套設(shè)計在對系統(tǒng)主回路、無功補(bǔ)償、絕緣配合、暫態(tài)分析、主設(shè)備參數(shù)、濾波器設(shè)計、控制保護(hù)策略等進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，選取了技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)最優(yōu)的主回路方案，確定了800千伏直流電壓最合理的絕緣配合方案，設(shè)計出高效的直流濾波系統(tǒng)，在國內(nèi)首次提出并采用“等值電場強(qiáng)度積污試驗法”測量換流站污穢水平。同時，編制出完整的±800kV特高壓直流系統(tǒng)的設(shè)備規(guī)范，打破以往直流工程采用單一技術(shù)路線的慣例，將不同的成套技術(shù)整合到同一設(shè)計平臺上，極大推動了特高壓直流工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的進(jìn)程。工程設(shè)計中引入三維設(shè)計技術(shù)，便捷地實現(xiàn)了閥廳設(shè)備布置及空氣間隙校核。通過采用GIS設(shè)備、交流濾波器“田”字型布置、閥廳面對面布置、換流變安裝廣場寬度優(yōu)化等措施，使換流站總平布置緊湊，配電裝置功能分區(qū)明確，占地面積縮小，大大節(jié)省了土地資源。提出雙換流器并聯(lián)融冰理念并成功實現(xiàn)工程應(yīng)用，通過簡單的運行方式倒換即實現(xiàn)線路阻冰、融冰功能。采用6×720mm2大截面導(dǎo)線、選用低噪聲設(shè)備、換流變使用box-in降噪設(shè)計、圍墻加裝隔音屏障等方案，使工程真正實現(xiàn)“環(huán)境友好型”。
（五）關(guān)鍵設(shè)備世界首創(chuàng)，成功研制國際領(lǐng)先水平的特高壓直流設(shè)備。國家電網(wǎng)公司全面主導(dǎo)研制成功了代表國際領(lǐng)先水平的全套特高壓直流設(shè)備，經(jīng)過了直流示范工程的全面嚴(yán)格的試驗驗證和考核，創(chuàng)造了一大批世界紀(jì)錄。直流輸電用6英寸晶閘管在世界上首次研制成功，并實現(xiàn)工程應(yīng)用；研制的換流變壓器電壓等級最高、單臺容量最大，換流閥單閥組容量最大，低噪聲干式平波電抗器、直流穿墻套管、直流斷路器和隔離開關(guān)通流能力最大，均創(chuàng)造了世界之最。其中，特高壓換流變、換流閥等重要設(shè)備研發(fā)屬于世界級技術(shù)難題，采用國內(nèi)外聯(lián)合研發(fā)的方式，換流變由國內(nèi)外廠家聯(lián)合制造供貨，平波電抗器和交流設(shè)備則完全立足于國內(nèi)自主研制，使設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到67%，并使國內(nèi)設(shè)備廠家依托工程掌握了特高壓直流設(shè)備制造的核心技術(shù)，具備了絕大部分特高壓設(shè)備批量生產(chǎn)的能力，推動了國內(nèi)電工裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和跨越式發(fā)展，提高了民族裝備制造業(yè)的核心競爭力。信息整理：gztaicheng.com
（六）建設(shè)管理科學(xué)高效，廣泛應(yīng)用新材料、新技術(shù)和新工藝。工程采用創(chuàng)新的建設(shè)管理模式，堅持以集團(tuán)化運作抓工程推進(jìn)，以集約化協(xié)調(diào)抓工程組織，以精細(xì)化管理創(chuàng)精品工程，以標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)構(gòu)技術(shù)體系。建立健全了協(xié)同高效的三級管理組織體系和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜壒芾碇贫润w系，堅持“統(tǒng)一指揮、分工協(xié)作”的原則，充分發(fā)揮公司總部的管理職能和資源優(yōu)勢，發(fā)揮直屬單位的專業(yè)管理優(yōu)勢，發(fā)揮屬地電力公司的地方協(xié)調(diào)優(yōu)勢，在工程建設(shè)中收到了很好的效果。不僅工程建設(shè)質(zhì)量優(yōu)良，而且創(chuàng)造了輸電工程建設(shè)速度的新記錄、新水平。自開工建設(shè)以來，僅用約10個月有效時間，即完成近2000公里特高壓直流線路建設(shè)任務(wù)；僅用兩年半時間，即完成工程雙極全部建設(shè)任務(wù)。同時，大批新材料、新技術(shù)和新工藝在工程建設(shè)中得到廣泛推廣，有效提升了工程建設(shè)的科技含量。線路大量應(yīng)用高強(qiáng)鋼、F型塔、原狀土基礎(chǔ)、旋挖鉆機(jī)機(jī)械成孔工藝、六分裂大截面導(dǎo)線同步展放工藝、可拆卸式全鋼瓦楞導(dǎo)線盤以及復(fù)合絕緣子防鳥害技術(shù)等，并開發(fā)出基于海拉瓦技術(shù)的三維可視管理信息平臺，實現(xiàn)了線路工程數(shù)字化施工管理；換流站開展防火墻組裝大模板、清水混凝土基礎(chǔ)質(zhì)量控制等多項施工技術(shù)攻關(guān)科研，“大體積混凝土基礎(chǔ)溫度控制、裂縫防治、預(yù)埋螺栓標(biāo)高控制”等多項科技成果獲科技創(chuàng)新成果獎。
（七）調(diào)試試驗全面細(xì)致，大幅提高現(xiàn)場調(diào)試效率。將整個調(diào)試任務(wù)分解為試驗室聯(lián)調(diào)試驗、分系統(tǒng)試驗、站系統(tǒng)試驗和系統(tǒng)試驗幾個層次逐步實施。試驗室聯(lián)調(diào)試驗是在試驗室仿真一次設(shè)備的前提下，從系統(tǒng)角度全面檢驗控制保護(hù)設(shè)備的功能、性能及其接口正確性；分系統(tǒng)試驗是在控制保護(hù)設(shè)備現(xiàn)場安裝完成后，全面檢驗二次回路設(shè)計和接線的正確性。特高壓直流示范工程高度重視這兩個調(diào)試環(huán)節(jié)，總共歷時19個多月，完成2200項試驗室聯(lián)調(diào)項目和20000余項分系統(tǒng)試驗項目，為現(xiàn)場站系統(tǒng)和系統(tǒng)試驗打下了堅實的基礎(chǔ)。站系統(tǒng)和系統(tǒng)試驗則根據(jù)工程建設(shè)進(jìn)展分期實施，建成一個換流器單元即調(diào)試一個，調(diào)試時科學(xué)優(yōu)化步驟以減少方式倒換，并根據(jù)奉賢站建設(shè)進(jìn)度超前的實際情況，采用提前進(jìn)行交叉方式試驗項目的辦法合理有效利用時間，147項站系統(tǒng)試驗和591項系統(tǒng)試驗僅用時50余天即保質(zhì)保量完成，系統(tǒng)嚴(yán)格地驗證了工程的功能和性能，同時創(chuàng)造了直流輸電工程調(diào)試效率的新紀(jì)錄。
（八） 人才培養(yǎng)成效顯著，造就出一批特高壓技術(shù)和管理領(lǐng)軍隊伍。工程建設(shè)注重發(fā)揮全體參建者的智慧和力量，力求為所有建設(shè)者提供一個自我發(fā)揮、自我實現(xiàn)和自我提升的平臺，培養(yǎng)出了一大批站在世界電力科技前沿的技術(shù)專家，鍛煉了一大批善于學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新、勇于實踐的管理人才，造就了一批特別講政治、特別負(fù)責(zé)任、特別能創(chuàng)新、特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能奉獻(xiàn)的優(yōu)秀隊伍，為堅強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展儲備了人才資源。
信息來源：國家電網(wǎng)公司 信息整理：gztaicheng.com
特高壓直流輸電示范工程投運后，每年可向上海輸送320億千瓦時的清潔電能，最大輸送功率約占上海高峰負(fù)荷的1/3，可節(jié)省原煤1500萬噸，減排二氧化碳超過3000萬噸。工程的成功建設(shè)系統(tǒng)驗證了特高壓直流輸電的技術(shù)可行性、設(shè)備可靠性、系統(tǒng)安全性和環(huán)境友好性，是國家電網(wǎng)公司繼特高壓交流試驗示范工程成功投產(chǎn)后的又一重大成果。
工程簡介
向家壩-上海±800kV特高壓直流輸電示范工程承擔(dān)著金沙江下游大型水電基地的送出任務(wù)，起于四川宜賓復(fù)龍換流站，止于上海奉賢換流站，途經(jīng)四川、重慶、湖北、湖南、安徽、浙江、江蘇、上海等8省市，四次跨越長江。線路全長1907公里。工程額定電壓±800千伏，額定電流4000安培，額定輸送功率640萬千瓦，最大連續(xù)輸送功率720萬千瓦。工程由國家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)建設(shè)。
工程建設(shè)意義
向-上工程的成功投運，標(biāo)志著國家電網(wǎng)在超遠(yuǎn)距離、超大規(guī)模輸電技術(shù)上取得全面突破，為加快我國西部地區(qū)清潔能源的大規(guī)模開發(fā)，提高非化石能源比重，形成可持續(xù)的能源供應(yīng)體系，應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)奠定了堅實的基礎(chǔ)，是迎接新能源革命的開創(chuàng)工程。
工程的成功投運，標(biāo)志著國家電網(wǎng)全面進(jìn)入特高壓交直流電網(wǎng)時代，為推動電力布局從就地平衡向全國乃至更大范圍統(tǒng)籌平衡轉(zhuǎn)變，從根本上解決長期存在的煤電運緊張矛盾奠定了堅實的基礎(chǔ)，是轉(zhuǎn)變我國電力發(fā)展方式的關(guān)鍵工程。
工程的成功投運，標(biāo)志著我國已經(jīng)全面攻克了特高壓交、直流兩大前沿領(lǐng)域的世界性難題、搶占了制高點，在理論研究、工程建設(shè)、運行管理、試驗?zāi)芰Α?biāo)準(zhǔn)制定等各方面都走在了國際前列，為我國從電力大國走向電力科技強(qiáng)國奠定了堅實基礎(chǔ)，是電力行業(yè)服務(wù)創(chuàng)新型國家建設(shè)的標(biāo)志工程。
工程的成功投運，標(biāo)志著我國已經(jīng)具備了生產(chǎn)和系統(tǒng)集成全套特高壓直流關(guān)鍵設(shè)備的綜合能力，顯著提升了我國電工裝備制造業(yè)的自主創(chuàng)新能力和核心競爭力，為我國電工裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和跨越發(fā)展創(chuàng)造了條件，是振興民族裝備業(yè)的引領(lǐng)工程。
工程主要特點
（一）技術(shù)水平高。特高壓直流輸電工程額定電壓±800千伏，額定電流4000安培，最大連續(xù)輸送容量720萬千瓦，送電距離近2000公里，是世界直流輸電技術(shù)的制高點；特高壓直流關(guān)鍵設(shè)備均為首次研制，沒有可供借鑒的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，需要對特高壓直流工程系統(tǒng)方案、過電壓與絕緣配合、電磁環(huán)境控制、成套設(shè)計和設(shè)備制造等方面進(jìn)行全面、系統(tǒng)攻關(guān)。
（二）設(shè)備研制難度大。特高壓直流設(shè)備絕緣水平高，通流能力大，使用的800千伏、30萬千伏安級特高壓換流變壓器，通流能力4500安培的6英寸晶閘管，單閥組容量180萬千瓦的換流閥，額定電流4000安培的低噪聲干式平波電抗器、直流穿墻套管、直流斷路器和隔離開關(guān)，基于實時操作系統(tǒng)的換流站控制保護(hù)系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備均為世界首創(chuàng)，研制難度極大，是對電力電子技術(shù)、電工技術(shù)、材料技術(shù)、高壓試驗技術(shù)和控制技術(shù)的極限挑戰(zhàn)。特別是兩大系列、8種型號換流變的研發(fā)，涉及電場分布技術(shù)、磁場分布技術(shù)、發(fā)熱和傳導(dǎo)計算、諧波分析、油紙兼容和電化學(xué)技術(shù)、直流電場和交流電場疊加交互作用分析等技術(shù)。每臺換流變涉及上萬種物料，物料供應(yīng)涉及多個國家數(shù)十個制造廠，組織和管理難度極大。
（三）建設(shè)任務(wù)繁重。特高壓直流工程采用雙極、每極兩個十二脈動換流器串聯(lián)接線，輸送容量、送電距離和工程量均是±500kV直流工程的兩倍以上。工程共需換流變壓器56臺，平波電抗器20臺，換流閥96個，晶閘管5794只，控制保護(hù)屏柜832面；導(dǎo)地線5.9萬噸，鐵塔材料23萬噸，瓷絕緣子72萬片，合成絕緣子2萬支。線路工程途經(jīng)8個?。ㄊ校?，56個縣（市）、區(qū)，房屋拆遷總計9152戶、近250萬平米，涉及大型廠礦搬遷195處。工程試驗室聯(lián)調(diào)項目2200項，現(xiàn)場分系統(tǒng)調(diào)試超過2萬項，站系統(tǒng)調(diào)試147項，系統(tǒng)調(diào)試12大類591項?？傆嬘?6家設(shè)計單位、111家廠商、168家施工監(jiān)理單位參與工程建設(shè)，組成了最大規(guī)模的建設(shè)聯(lián)合體。信息整理：gztaicheng.com
（四）可靠性指標(biāo)先進(jìn)。特高壓直流工程采用對稱、模塊化設(shè)計，單個換流模塊故障情況下，其它換流模塊仍可以繼續(xù)運行，一個極故障也不影響另一極的運行，有46種運行方式，運行方式靈活。由于每個換流模塊相對獨立，工程設(shè)計的可靠性指標(biāo)大大提升，能量不可用率不大于0.5%，雙極強(qiáng)迫停運率不大于0.05次/年，遠(yuǎn)小于±500kV直流工程的0.1次/年。
（五）環(huán)保指標(biāo)嚴(yán)格。通過采用6×720mm2的大截面、多分裂導(dǎo)線，增加對地距離，特高壓直流輸電線路的電磁環(huán)境指標(biāo)優(yōu)于±500kV直流工程；通過采用低噪音設(shè)備、優(yōu)化換流站平面布置、采用隔聲屏障等措施，特高壓換流站場界和周邊居民敏感點噪聲達(dá)到國家二類標(biāo)準(zhǔn)，晝間不大于60dB(A)，夜間不大于50dB(A)。通過采用GIS等節(jié)地設(shè)備、共用接地極、優(yōu)化線路路徑和換流站平面布置等措施，有效減少了工程占地面積，使換流站單位面積換流容量達(dá)到±500kV直流工程的1.65倍（與三滬工程受端換流站相比），線路長度也大幅縮短；全面采用全方位高低腿、錨桿及掏挖基礎(chǔ)施工、動力傘架線等節(jié)能環(huán)保型施工技術(shù)，工程對環(huán)境的影響完全達(dá)到并優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求。
（六）經(jīng)濟(jì)效益顯著。特高壓直流工程單位走廊輸電能力約為±500kV直流工程的1.5倍，單位長度單位容量線路電阻損耗約為±500kV直流工程的40%。工程總投資為232.74億元，每千瓦每公里造價1.91元/(千瓦?公里)，比±500kV直流工程（三滬工程）每千瓦每公里造價2.16 元/(千瓦?公里)降低11.6%，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)越性；兩端換流站總投資為110.38億元，單位輸送容量造價1725元/千瓦，相比±500kV直流工程（三滬工程）單位輸送容量造價1680元/千瓦僅增加2.7%，基本達(dá)到同等造價水平。
工程創(chuàng)新成就
特高壓直流示范工程始終堅持“科研為先導(dǎo)，設(shè)計為龍頭，設(shè)備是關(guān)鍵，建設(shè)是基礎(chǔ)”的方針，把創(chuàng)新作為增強(qiáng)特高壓直流輸電技術(shù)生命力的關(guān)鍵，將創(chuàng)新意識貫徹到工程建設(shè)每個環(huán)節(jié)，取得了一大批國內(nèi)外領(lǐng)先的創(chuàng)新成果，形成了世界上試驗?zāi)芰ψ顝?qiáng)的特高壓、大電網(wǎng)試驗研究體系，培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的技術(shù)和管理人才。主要創(chuàng)新成果如下：
（一） 工程技術(shù)方案先進(jìn)，率先實現(xiàn)直流輸電電壓、電流雙提升。特高壓直流示范工程不僅將輸送電壓提升至800千伏，同時采用6英寸晶閘管技術(shù)，將額定電流提升至4000安培，使工程額定輸送容量達(dá)到640萬千瓦，最大連續(xù)輸送容量達(dá)到720萬千瓦。經(jīng)過艱苦的科研攻關(guān)，±800kV特高壓直流輸電的技術(shù)難點相繼被突破，工程順利通過嚴(yán)格的試驗考核，系統(tǒng)功能和輸送能力達(dá)到設(shè)計要求。而輸送容量的提升，也極大地提高了工程的經(jīng)濟(jì)性，使單位容量單位送電距離的造價水平低于±500kV直流工程。
（二） 科研成果突出，全面掌握特高壓直流輸電核心技術(shù)。為全面支撐關(guān)鍵技術(shù)研究，投資建設(shè)了世界一流的特高壓直流試驗基地、高海拔試驗基地、桿塔試驗基地、特高壓直流輸電工程成套設(shè)計研發(fā)（實驗）中心、大電網(wǎng)仿真中心，擁有了世界最高參數(shù)的高電壓、大電網(wǎng)試驗和大電網(wǎng)仿真條件，試驗研究能力達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。借助這些先進(jìn)的試驗條件和手段，共完成重大關(guān)鍵技術(shù)和工程專項研究130項，研究內(nèi)容全面系統(tǒng)，涵蓋規(guī)劃、系統(tǒng)、設(shè)計、設(shè)備、施工、調(diào)試、試驗、調(diào)度、運行等，成功解決了特高壓直流輸電關(guān)鍵的技術(shù)難題，取得了一大批具有世界領(lǐng)先水平的技術(shù)成果，全面掌握了特高壓直流輸電核心技術(shù)，實現(xiàn)了原始創(chuàng)新、集成創(chuàng)新和引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新的有機(jī)結(jié)合。目前，特高壓直流輸電技術(shù)已申請專利214項，已授權(quán)92項。
（三） 標(biāo)準(zhǔn)化工作系統(tǒng)推進(jìn)，完整建立特高壓輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。在世界上首次研究形成了從系統(tǒng)成套、工程設(shè)計、設(shè)備制造、施工安裝、調(diào)試試驗到運行維護(hù)的全套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和試驗規(guī)范，為特高壓輸電的規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了條件。推動成立了IEC高壓直流輸電技術(shù)委員會（編號為TC115）并將秘書處設(shè)在中國，秘書處成員均為國家電網(wǎng)公司員工，大大增強(qiáng)了我國在世界高壓輸電領(lǐng)域的話語權(quán)。截至目前，共發(fā)布特高壓直流技術(shù)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)57項、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)8項，立項編制國際標(biāo)準(zhǔn)4項、國家標(biāo)準(zhǔn)14項、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)7項，2名公司系統(tǒng)專家被推薦成為Cigre委員會直流顧問組成員，多名公司系統(tǒng)專家被推薦成為IEC國際標(biāo)準(zhǔn)工作組發(fā)起人或成員。
（四）勇于開展設(shè)計創(chuàng)新，深入優(yōu)化工程實施方案。成套設(shè)計在對系統(tǒng)主回路、無功補(bǔ)償、絕緣配合、暫態(tài)分析、主設(shè)備參數(shù)、濾波器設(shè)計、控制保護(hù)策略等進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，選取了技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)最優(yōu)的主回路方案，確定了800千伏直流電壓最合理的絕緣配合方案，設(shè)計出高效的直流濾波系統(tǒng)，在國內(nèi)首次提出并采用“等值電場強(qiáng)度積污試驗法”測量換流站污穢水平。同時，編制出完整的±800kV特高壓直流系統(tǒng)的設(shè)備規(guī)范，打破以往直流工程采用單一技術(shù)路線的慣例，將不同的成套技術(shù)整合到同一設(shè)計平臺上，極大推動了特高壓直流工程標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計的進(jìn)程。工程設(shè)計中引入三維設(shè)計技術(shù)，便捷地實現(xiàn)了閥廳設(shè)備布置及空氣間隙校核。通過采用GIS設(shè)備、交流濾波器“田”字型布置、閥廳面對面布置、換流變安裝廣場寬度優(yōu)化等措施，使換流站總平布置緊湊，配電裝置功能分區(qū)明確，占地面積縮小，大大節(jié)省了土地資源。提出雙換流器并聯(lián)融冰理念并成功實現(xiàn)工程應(yīng)用，通過簡單的運行方式倒換即實現(xiàn)線路阻冰、融冰功能。采用6×720mm2大截面導(dǎo)線、選用低噪聲設(shè)備、換流變使用box-in降噪設(shè)計、圍墻加裝隔音屏障等方案，使工程真正實現(xiàn)“環(huán)境友好型”。
（五）關(guān)鍵設(shè)備世界首創(chuàng)，成功研制國際領(lǐng)先水平的特高壓直流設(shè)備。國家電網(wǎng)公司全面主導(dǎo)研制成功了代表國際領(lǐng)先水平的全套特高壓直流設(shè)備，經(jīng)過了直流示范工程的全面嚴(yán)格的試驗驗證和考核，創(chuàng)造了一大批世界紀(jì)錄。直流輸電用6英寸晶閘管在世界上首次研制成功，并實現(xiàn)工程應(yīng)用；研制的換流變壓器電壓等級最高、單臺容量最大，換流閥單閥組容量最大，低噪聲干式平波電抗器、直流穿墻套管、直流斷路器和隔離開關(guān)通流能力最大，均創(chuàng)造了世界之最。其中，特高壓換流變、換流閥等重要設(shè)備研發(fā)屬于世界級技術(shù)難題，采用國內(nèi)外聯(lián)合研發(fā)的方式，換流變由國內(nèi)外廠家聯(lián)合制造供貨，平波電抗器和交流設(shè)備則完全立足于國內(nèi)自主研制，使設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)到67%，并使國內(nèi)設(shè)備廠家依托工程掌握了特高壓直流設(shè)備制造的核心技術(shù)，具備了絕大部分特高壓設(shè)備批量生產(chǎn)的能力，推動了國內(nèi)電工裝備制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級和跨越式發(fā)展，提高了民族裝備制造業(yè)的核心競爭力。信息整理：gztaicheng.com
（六）建設(shè)管理科學(xué)高效，廣泛應(yīng)用新材料、新技術(shù)和新工藝。工程采用創(chuàng)新的建設(shè)管理模式，堅持以集團(tuán)化運作抓工程推進(jìn)，以集約化協(xié)調(diào)抓工程組織，以精細(xì)化管理創(chuàng)精品工程，以標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)構(gòu)技術(shù)體系。建立健全了協(xié)同高效的三級管理組織體系和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)娜壒芾碇贫润w系，堅持“統(tǒng)一指揮、分工協(xié)作”的原則，充分發(fā)揮公司總部的管理職能和資源優(yōu)勢，發(fā)揮直屬單位的專業(yè)管理優(yōu)勢，發(fā)揮屬地電力公司的地方協(xié)調(diào)優(yōu)勢，在工程建設(shè)中收到了很好的效果。不僅工程建設(shè)質(zhì)量優(yōu)良，而且創(chuàng)造了輸電工程建設(shè)速度的新記錄、新水平。自開工建設(shè)以來，僅用約10個月有效時間，即完成近2000公里特高壓直流線路建設(shè)任務(wù)；僅用兩年半時間，即完成工程雙極全部建設(shè)任務(wù)。同時，大批新材料、新技術(shù)和新工藝在工程建設(shè)中得到廣泛推廣，有效提升了工程建設(shè)的科技含量。線路大量應(yīng)用高強(qiáng)鋼、F型塔、原狀土基礎(chǔ)、旋挖鉆機(jī)機(jī)械成孔工藝、六分裂大截面導(dǎo)線同步展放工藝、可拆卸式全鋼瓦楞導(dǎo)線盤以及復(fù)合絕緣子防鳥害技術(shù)等，并開發(fā)出基于海拉瓦技術(shù)的三維可視管理信息平臺，實現(xiàn)了線路工程數(shù)字化施工管理；換流站開展防火墻組裝大模板、清水混凝土基礎(chǔ)質(zhì)量控制等多項施工技術(shù)攻關(guān)科研，“大體積混凝土基礎(chǔ)溫度控制、裂縫防治、預(yù)埋螺栓標(biāo)高控制”等多項科技成果獲科技創(chuàng)新成果獎。
（七）調(diào)試試驗全面細(xì)致，大幅提高現(xiàn)場調(diào)試效率。將整個調(diào)試任務(wù)分解為試驗室聯(lián)調(diào)試驗、分系統(tǒng)試驗、站系統(tǒng)試驗和系統(tǒng)試驗幾個層次逐步實施。試驗室聯(lián)調(diào)試驗是在試驗室仿真一次設(shè)備的前提下，從系統(tǒng)角度全面檢驗控制保護(hù)設(shè)備的功能、性能及其接口正確性；分系統(tǒng)試驗是在控制保護(hù)設(shè)備現(xiàn)場安裝完成后，全面檢驗二次回路設(shè)計和接線的正確性。特高壓直流示范工程高度重視這兩個調(diào)試環(huán)節(jié)，總共歷時19個多月，完成2200項試驗室聯(lián)調(diào)項目和20000余項分系統(tǒng)試驗項目，為現(xiàn)場站系統(tǒng)和系統(tǒng)試驗打下了堅實的基礎(chǔ)。站系統(tǒng)和系統(tǒng)試驗則根據(jù)工程建設(shè)進(jìn)展分期實施，建成一個換流器單元即調(diào)試一個，調(diào)試時科學(xué)優(yōu)化步驟以減少方式倒換，并根據(jù)奉賢站建設(shè)進(jìn)度超前的實際情況，采用提前進(jìn)行交叉方式試驗項目的辦法合理有效利用時間，147項站系統(tǒng)試驗和591項系統(tǒng)試驗僅用時50余天即保質(zhì)保量完成，系統(tǒng)嚴(yán)格地驗證了工程的功能和性能，同時創(chuàng)造了直流輸電工程調(diào)試效率的新紀(jì)錄。
（八） 人才培養(yǎng)成效顯著，造就出一批特高壓技術(shù)和管理領(lǐng)軍隊伍。工程建設(shè)注重發(fā)揮全體參建者的智慧和力量，力求為所有建設(shè)者提供一個自我發(fā)揮、自我實現(xiàn)和自我提升的平臺，培養(yǎng)出了一大批站在世界電力科技前沿的技術(shù)專家，鍛煉了一大批善于學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新、勇于實踐的管理人才，造就了一批特別講政治、特別負(fù)責(zé)任、特別能創(chuàng)新、特別能吃苦、特別能戰(zhàn)斗、特別能奉獻(xiàn)的優(yōu)秀隊伍，為堅強(qiáng)智能電網(wǎng)發(fā)展儲備了人才資源。
信息來源：國家電網(wǎng)公司 信息整理：gztaicheng.com
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