2020年12月27日，世界首個±800千伏特高壓多端柔性直流換流站工程——烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端直流示范工程（簡稱“昆柳龍直流工程”）建成投產(chǎn)。該工程起于云南昆北換流站，落點在廣西柳北換流站和廣東龍門換流站，線路全長1452公里。
中國能建中南院承擔(dān)了昆柳龍直流工程受端站柳北換流站的勘察設(shè)計工作。在建設(shè)過程中，中南院迎難而上，面對一個個技術(shù)難題交出了滿意答卷。
創(chuàng)新設(shè)計 攻堅克難
昆柳龍直流工程創(chuàng)造了19項世界第一，作為該工程的中間樞紐，柳北換流站工程也集多項電力行業(yè)最復(fù)雜、最前沿的技術(shù)于一體，是該工程中技術(shù)最復(fù)雜的換流站之一。
面對壓力，自工程伊始，中南院就集中優(yōu)勢技術(shù)資源，抽調(diào)技術(shù)骨干，組成了核心設(shè)計團隊。設(shè)計團隊在中南院副總經(jīng)理、柳北換流站工程總工程師彭開軍、項目經(jīng)理劉曉瑞和勘測項目經(jīng)理別傳炎的帶領(lǐng)下，迎難而上，對多個技術(shù)難題進行攻關(guān)。
“我們一方面將創(chuàng)優(yōu)策劃落實到工程設(shè)計圖紙之中，另一方面，堅持過程中的持續(xù)創(chuàng)新與優(yōu)化，追求精益求精，爭創(chuàng)設(shè)計一流、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的精品工程。”彭開軍說。
經(jīng)過反復(fù)研討，設(shè)計團隊首次提出了數(shù)個特高壓多端柔直換流站總平面布置新思路，決定使用換流單元“低高高低”一字型布置方案，“新方案不僅可以統(tǒng)籌管理和維護設(shè)備，極大幅度縮短設(shè)備長度，減少設(shè)備數(shù)量，還可以讓主控樓內(nèi)運行人員進出更加便利。”項目經(jīng)理劉曉瑞介紹說。
除了在總平面布置上有新突破，設(shè)計團隊在閥廳等設(shè)計上也亮點頻出。
閥廳是放置換流站核心設(shè)備換流閥的地方。柳北換流站的高壓柔直閥廳是世界首創(chuàng)，對閥廳的面積跨度、高度等結(jié)構(gòu)尺寸要求十分嚴(yán)格。
在確定設(shè)備外形有所縮小的情況后，設(shè)計團隊根據(jù)實際設(shè)備外形尺寸，開展了閥廳和控制樓優(yōu)化設(shè)計，建筑專業(yè)主設(shè)人王幼軍表示，“我們將閥廳及控制樓區(qū)域東西向尺寸優(yōu)化了13米，南北向尺寸優(yōu)化了10米，從而可以節(jié)省電纜約300千米，累計產(chǎn)生經(jīng)濟效益1300萬元。”
由于閥廳整體跨度非常大，設(shè)計團隊從安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、質(zhì)量可靠等方面開展相關(guān)研究，對適用于大跨度工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)形式進行了多輪次、多方案技術(shù)經(jīng)濟比較分析，“我們最后選擇了空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)作為閥廳的設(shè)計方案，該結(jié)構(gòu)具有自重輕、空間剛度大、抗震能力強、經(jīng)濟性能好等優(yōu)點。”結(jié)構(gòu)專業(yè)主設(shè)人趙李源說。
優(yōu)中選優(yōu) 匠心深耕
作為能源勘測設(shè)計領(lǐng)域的排頭兵和國家隊，中南院的設(shè)計團隊以沉穩(wěn)專注的匠心，走好每一步。
作為世界首個特高壓多端柔性直流換流站，打造的數(shù)個“世界第一”背后，是無數(shù)疑難問題需要逐一破解，大量設(shè)計方案需要完善論證。“換流站的設(shè)計難點眾多，我們沒有成熟的標(biāo)準(zhǔn)和案例可以參考，只能摸索著前進。”電氣一次主設(shè)人韓毅博說。
柳北換流站所采用的大容量柔直技術(shù)方案為國內(nèi)外首創(chuàng)，啟動回路、閥廳及橋臂電抗器接線和布置有著多重方案，為了最大程度進行優(yōu)化，中南院設(shè)計團隊迎難而上，成立專項研究小組，主管總工多次組織綜合評審，反復(fù)論證電氣主接線和布置方案。
韓毅博介紹：“設(shè)計初期我們根據(jù)啟動回路布置位置、橋臂電抗器布置位置、每極單閥組/雙閥組接線形式等設(shè)計難題研究了多種方案，然后針對不同方案深入比較和分析了它們的技術(shù)性和經(jīng)濟型，確保了最終換流站設(shè)計方案的技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)越性。”
此外，必須提到的是，換流站建設(shè)選址也頗費周折。2016年8月，中南院柳北換流站設(shè)計團隊總圖專業(yè)主設(shè)人張育勝便利用電子地圖進行初步選址，在經(jīng)過多項條件比對和綜合考慮，換流站初步站址定在了廣西柳州市、桂林市和梧州市，但三大區(qū)域內(nèi)的備選站址仍多達60余個，涉及16個縣。隨后，中南院組織了由環(huán)評、水保、地質(zhì)、大件運輸?shù)?0個領(lǐng)域的專家，組成踏勘隊伍現(xiàn)場考察。
最終，設(shè)計團隊決定將換流站址定在柳州市鹿寨縣中渡鎮(zhèn)黃村。
鹿寨縣不僅離柳州新區(qū)比較近，可以滿足柳州市的用電需求，同樣還靠近桂林市，可以同時為柳州和桂林提供用電支撐。
如今的柳北換流站坐落在鹿寨縣黃村附近的一大塊平地上，這里當(dāng)初是成片的丘陵地帶，因為地形相對復(fù)雜，工程涉及土方量多達100多萬方，若按常規(guī)方法處理土方，不僅會造成大量浪費，還會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。
面對難題，中南院設(shè)計團隊采用削峰填谷的設(shè)計方案，達到了全站土方綜合平衡，“我們做到了無棄土、無購?fù)粒畲蠡昧送练劫Y源，不構(gòu)成一點土方浪費或緊缺，這是非常難得的。”張育勝自豪地說。
至暗時刻 戰(zhàn)疫前行
2020年，在柳北換流站的建設(shè)進入“沖刺”階段時，工程遭遇了年度最大的“黑天鵝”——新冠肺炎疫情。
1月23日凌晨2點，武漢市發(fā)布通報：上午10時起，武漢公交、地鐵、輪渡、長途客運暫停運營；機場、火車站離漢通道暫時關(guān)閉。武漢正式“封城”。
隨后，為防止疫情擴散，各地相繼采取了相應(yīng)措施，昆柳龍直流工程一度被按下了暫停鍵。而中南院位于疫情中心武漢，員工的工作與生活都受到了巨大的沖擊，為了不影響項目進度，設(shè)計團隊成員紛紛在家中搭起了臨時辦公室。
疫情期間，設(shè)計團隊成員面對種種困難毫不退縮，有的成員在家庭受到疫情沖擊的情況下依然堅守，在項目需要技術(shù)支持時，總能第一時間在線響應(yīng)。
3月份，柳北換流站全面復(fù)工，現(xiàn)場急需中南院技術(shù)指導(dǎo)，但當(dāng)時的武漢依然處于封城狀態(tài)，為了盡量提高工作配合效率，及時解決現(xiàn)場問題，中南院第一時間調(diào)配了在湖北省外的技術(shù)骨干趕赴現(xiàn)場，這其中便有劉曉瑞。
2020年武漢封城前，劉曉瑞回到了老家江蘇鎮(zhèn)江。如果是以往，劉曉瑞可以提前一天在南京祿口國際機場附近的酒店住一晚后，乘坐第二天七點多的飛機飛往柳州，但因為疫情，手持武漢籍身份證的她根本訂不到酒店，只能請親友連夜開車送她趕往南京。
到達柳州后，因為需要配合當(dāng)?shù)氐姆酪哒?，本?0點就抵達機場的劉曉瑞，下午兩點才走出機場。她馬不停蹄，直接打車來到了工地現(xiàn)場，協(xié)調(diào)解決各類難題。
4月8日，項目團隊結(jié)構(gòu)專業(yè)主設(shè)人吳晟在辦好相關(guān)證明后，也第一時間從江西景德鎮(zhèn)直接奔赴項目現(xiàn)場馳援。
在武漢正式解封后，中南院再次調(diào)集精兵強將趕赴現(xiàn)場，并成立了黨員突擊隊，全面參與施工、調(diào)試、驗收環(huán)節(jié)。從2018年4月工程開工至順利投產(chǎn)，中南院共派出9位現(xiàn)場工代人員，長駐工代服務(wù)累計達1308天。
12月27日，在整個項目團隊的共同努力下，柳北換流站高質(zhì)量地實現(xiàn)了建成投產(chǎn)。彭開軍說，“作為朝氣蓬勃、勇于探索的中國能建中南院電力人，攻堅克難是我們的本職和本色，迎難而上是我們的決心與擔(dān)當(dāng)，我們必將以開拓創(chuàng)新為己任，不忘初心、牢記使命，在我國電力設(shè)計史上書寫更多濃墨重彩的篇章。”
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