三峽如東海上（shàng）換流站進點導管架安裝完畢 中國三峽新能源(集團)股份有限公司供圖（tú）
110萬千瓦
建成後，換流站將負責匯集輸出三峽如東H6、H10項目(共80萬千瓦)以及中廣核如東H8項目(30萬千瓦)總計110萬（wàn）千瓦容量生產的電能，可有（yǒu）效解決海上（shàng）風電場大容（róng）量、遠距離輸電問題。
近日，在江蘇如東黃沙洋海域，重（chóng）達（dá）2.2萬（wàn）噸的三峽如東柔性直流輸電工程海上換流（liú）站在（zài）駁船的托舉下（xià），完成與導管架（jià）的毫米級（jí）精準對接，標誌著世（shì）界最（zuì）大、亞洲首座海上（shàng）換流站順（shùn）利完成安裝。
三峽如東柔性直流（liú）輸電工程海上換流站由三峽集團聯合產業鏈（liàn）相關單位協同攻關，完成建設任務。該換流站是目前世界容量最大、電壓（yā）等級最（zuì）高、體積最大的海上換流站。建（jiàn）成後，它將負責匯集輸出三峽如東H6、H10項目(共80萬千（qiān）瓦（wǎ）)以（yǐ）及中廣核如東H8項目（mù）(30萬千（qiān）瓦)總計110萬千（qiān）瓦容量生產的電能（néng），可有效解決海上（shàng）風電場大（dà）容量、遠距離輸電問題。
巧（qiǎo）借（jiè）潮（cháo）汐力，海上“築高樓”
一幢相當於15層樓高的“鋼鐵巨屋”，由江（jiāng）向海，鳴笛啟航（háng）。這是三峽如東海上（shàng）換流站從江蘇南（nán）通（tōng）長江岸邊出發時（shí）的場（chǎng）景，3天後“鋼鐵巨屋”抵達黃海海域，並進行安裝（zhuāng）。10天後，安裝完成。
三峽如東海上換流站平麵麵積接近一個標準足球場，高度約等於15層居民樓，重量接近10個響水海上升壓站，是名副其實的“大塊頭”。因目前世界最大吊裝能力的起重船（chuán）為1.2萬噸，傳統浮吊（diào）安裝模式（shì）無法滿足該換流站約2.2萬噸的吊裝重量要求，三峽集團（tuán）組織各（gè）參建（jiàn）單位組成（chéng）項目團隊，創（chuàng）新使用浮托法進行（háng）海上換流站安裝(以下簡稱浮托安裝)。
海上換流（liú）站浮托安裝技術經理倫燦章告訴科技日報記者，浮（fú）托安裝分為陸地建造與海上安裝兩個階段（duàn）。在陸地建造階段，采用甲板（bǎn）支撐框架(DSF)將（jiāng）上（shàng）部模塊架高;在海上安裝階段時，通過駁船壓（yā）載，將上部模塊下放（fàng）至導管架上，在此過程中，通過樁腿耦合緩衝裝置(LMU)吸收組塊與導管架之間的（de）碰撞力，完成安裝任務。
“所謂水漲船高，自然潮汐（xī）可謂是浮托安裝的得力助手（shǒu）。”倫燦章形象地解（jiě）釋道，漲潮時水位會上升，此時運輸船（chuán）拖載海上“巨星”駛入導管架所在（zài）位（wèi）置，通過落（luò）潮時水位的（de）下降，助力海上“巨星”與導管架精準對接，讓換流站這個“大塊頭”穩穩“坐”在導管架上，最終實現海上“巨星”在深海區的安家落（luò）戶。
浮托安裝對海（hǎi）況條件要求極高，為尋找精（jīng）準的浮托安裝窗口期，確保風浪流等環境數據均在浮托（tuō）安裝設計值內（nèi），現場（chǎng）團隊根據多個定點氣象預報的相互驗證，最終將浮托安（ān）裝時間定在7月18日。除此之外，項目團隊在摸清施（shī）工海域環境（jìng）、建立施工路徑（jìng）氣象預報機製、識別施工風險並（bìng）製定應（yīng）急預案的基礎上（shàng），克（kè）服作（zuò）業窗口期短、海況多變等挑（tiāo）戰，順（shùn）利完成海上換流站安裝。
攻克技術（shù）難題（tí）,填補海洋工程技術空白
三峽集團江蘇如東項目在建設過程中攻克了換流（liú）站建造、直流海纜研發等多項重大技術難（nán）題，主要電氣設（shè）備均采用國產品牌，填補（bǔ）了（le）國內海洋工程領域多個（gè）技術空白，同（tóng）時也推動（dòng）了國內相關製造行業（yè）的進（jìn）步（bù）。
根據三峽如東海上換流站效果示意圖，記者了（le）解到（dào），換流站由上部（bù）模塊和下部導管架（jià）兩部分組成（chéng）。上部模（mó）塊為（wéi）一座6層鋼結構建築，總重約2.2萬噸;下部導管架采用分體式（shì）導管架，兩（liǎng）片導管架間距62米（mǐ），通過12根鋼管（guǎn）樁固定在海床上，總重約8900噸。
在上部（bù）6層（céng）鋼結構建築中，每層均布置相（xiàng）應的設備房室。三峽能源江蘇分公司總工程師劉宇告訴科技日報記者，換流站內海陸（lù）換流站聯接變、電抗器、站用變（biàn）等主要電氣設備均采用國產品牌。除（chú）此以外，可關斷器件(IGBT)作為柔性直流技術的核心部（bù）件，長期以來被國外壟（lǒng）斷，三峽如東項目首次批（pī）量使用國（guó）產IGBT部件，實現海上風電主電氣設備的自主（zhǔ）可控。
三峽如東海上換流站下部導管架基（jī）礎是目前國內建（jiàn）造的最大體量海上風電導管（guǎn）架。導管架采用分體式桁架結構，其（qí）精準定位對海（hǎi）況要求、施工工藝（yì）要求均極高。在經過（guò）數種（zhǒng）施工方案比選、數輪專（zhuān）家評（píng）審（shěn）後，最終選用“擱置平台精確定位安放”創新施工工藝，實現了施工偏差遠小於（yú）設計要求的目標。
此外，海（hǎi）上換流站上部組塊具有重量重、體積大等特點，加之海（hǎi）上換流站內部換流閥、電抗器（qì）等電氣設備對於振動、加速（sù）度、傾角等參數敏感，導致海上換流站上部組塊搭載建造、滑移（yí）上船、海上運輸安裝（zhuāng）難（nán）度（dù）增大。為了克服這些困（kùn）難，三峽集團牽頭各參建單位通過（guò）多輪結構（gòu）設計優化、設備抗震仿真設計優化、浮托安裝（zhuāng）穩性設計優化等方式，高效解（jiě）決、預防（fáng）了相關問題（tí），實現換（huàn）流站的順（shùn）利安裝。
柔性輸電，解鎖海上風電新技術
隨著海上風電開（kāi）發程度的不斷（duàn）提高，風電場離岸距離越來越遠，遠距離海上輸電成為關鍵製約因素。三峽如東（dōng）柔性（xìng）直流輸電工程是亞洲地區首次（cì）將柔性直流（liú）輸電技術運用於（yú）海上風電的項目，其±400千伏電壓等級成套設計與（yǔ）應用（yòng）更是創新突破。
高（gāo）壓直流輸電須通過換流（liú）站來（lái）實現交直流之間的變化（huà）。到目前為止，高壓直流輸電技術已經曆了（le）3次技術上的革新，革新主要體現在（zài）其所組成換流器的基本元件發生了（le）革命性的重大突破（pò）。三峽（xiá）能源（yuán）江蘇分（fèn）公司總經理劉兵向科技日報記者進一步（bù）解釋道，基（jī）於電壓源型全控性換流（liú）器技術的（de）直流輸電方（fāng）式，被（bèi）稱為是柔性直流輸電，也是第三代直流輸電技術。
柔性直流輸電中的換流器為電壓源換流器(VSC)，其最大的特點（diǎn）在於采用了可關斷（duàn）器件(通常為IGBT)和高頻調製技術。通（tōng）過調節換流器出口電壓的幅值和與（yǔ）係（xì）統電壓之間的功角（jiǎo）差，可以獨立地控製輸出的有功功率和（hé）無功功率。這樣，通過對兩端換流站的控製，就可以實現兩個交流網絡之間有功功率的相互傳送，同時兩端換（huàn）流站還可以獨（dú）立調節各自所吸收或發出的無功功率，從而對所聯的交流係統給（gěi）予無（wú）功支撐。
“柔性（xìng）直流輸電技術作為目前世界上（shàng）最前沿的輸電技術，解決了當前交直流（liú）輸電技術麵臨的諸（zhū）多問（wèn）題（tí）。”劉兵表示，和傳統電流源型直流（liú）相（xiàng）比，柔性直（zhí）流對電壓、頻率的控製更加靈活，就像一個完全（quán）可控的水泵，能夠精準控製水流（liú）的方向、速度和流量，使（shǐ）水庫水位更加平穩，河流被截停（tíng）的幾率也大幅下降。
因此，柔性直流輸電技術特（tè）別適合應用於長距離的跨海電纜送（sòng）電、可再生能源並（bìng）網（wǎng）、分布式發電（diàn）並網、孤島供電(黑啟動)、異步交流電網互聯等（děng）領域。
“遠海海上風電即將成為未來海（hǎi）上風電項目開發的聚焦點。柔性直流輸電技術將遠海的電能匯（huì）聚並轉換為損耗更低的直流電，然後通過海（hǎi）纜輸送至陸上，能有效彌補傳統長距（jù）離（lí）交流輸電存在的不足，相比傳統交流輸（shū）電更具有（yǒu）技術經濟性。”劉兵說（shuō）。
來源：科技日報記者 何 亮
