1月10日，方天公司完成三峽-中廣核如東±400千伏柔性直流海上風(fēng)電示范工程海上聯(lián)接變壓器投切試驗(yàn)，驗(yàn)證該工程并網(wǎng)投運(yùn)后相關(guān)設(shè)備性能，確保其后續(xù)安全平穩(wěn)運(yùn)行。

2021年，江蘇海上風(fēng)電迎來空前大發(fā)展，共有16個(gè)項(xiàng)目、合計(jì)456萬千瓦并網(wǎng)，并網(wǎng)容量接近目前江蘇海上風(fēng)電規(guī)模的一半。方天公司承擔(dān)了其中13個(gè)項(xiàng)目的技術(shù)服務(wù)工作，并以843臺風(fēng)機(jī)調(diào)試試驗(yàn)“零差錯(cuò)”“零投訴”的業(yè)績，樹立了能源轉(zhuǎn)型技術(shù)服務(wù)的新標(biāo)桿。服務(wù)三峽-中廣核如東±400千伏柔性直流海上風(fēng)電示范工程并網(wǎng)，正是其中最濃墨重彩的一筆。

超前謀劃 護(hù)航“巨輪”入海

三峽-中廣核如東±400千伏柔性直流海上風(fēng)電示范工程，是亞洲首個(gè)采用柔性直流輸電技術(shù)的海上風(fēng)電項(xiàng)目。方天公司承擔(dān)著為其并網(wǎng)核心——海上換流站調(diào)試試驗(yàn)的關(guān)鍵任務(wù)。

該換流站是目前亞洲容量最大、體積最大的海上換流站，長89米、寬84米、凈高45米，重達(dá)2.3萬噸，各類管道總長不亞于一艘十萬噸級油輪。每一項(xiàng)常規(guī)試驗(yàn)放大到如此體量，都是對調(diào)試人員技術(shù)水平的考驗(yàn)。2020年10月，方天公司專門組建了技術(shù)團(tuán)隊(duì)，赴國網(wǎng)經(jīng)研院、東南大學(xué)等科研院所學(xué)習(xí)交流，并于2021年3月正式進(jìn)站調(diào)試。

“針對超大型海上換流站特點(diǎn)，我們超前謀劃，實(shí)施了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新?！狈教旃倦姎饧夹g(shù)中心項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)畲航榻B，團(tuán)隊(duì)相繼完成了國內(nèi)首次換流站在碼頭預(yù)調(diào)試、換流站海纜光纖通道預(yù)調(diào)試、換流站投運(yùn)前空載短路及相量測量。2021年7月18日，海上換流站陸上調(diào)試部分工作全部完成，這艘萬噸“巨輪”隨即成功出海。

隨后，調(diào)試團(tuán)隊(duì)在海上換流站平臺駐點(diǎn)60余天，連續(xù)開展多輪校驗(yàn)與調(diào)試，反復(fù)校驗(yàn)各分系統(tǒng)保護(hù)與控制邏輯，最終所有系統(tǒng)均一次受電成功。 

該換流站承擔(dān)三峽H6、H10和中廣核H8三座海上風(fēng)電場、總裝機(jī)容量110萬千瓦的風(fēng)能匯聚任務(wù)。2021年10月30日，柔直項(xiàng)目海上交流站送電成功之后，調(diào)試人員馬不停蹄開展這三座海上風(fēng)電場的交流升壓站受電與風(fēng)機(jī)調(diào)試工作，僅用一個(gè)月就完成了全部調(diào)試任務(wù)。

2021年12月20日，三峽能源江蘇分公司總經(jīng)理劉兵專程趕到方天公司贈(zèng)送錦旗，上書“日夜兼程全力以赴，助力全容量并網(wǎng)”。這是對風(fēng)電調(diào)試“方天速度”的最好詮釋。

聯(lián)合攻關(guān) 新裝備解決世界難題

海上風(fēng)電直流輸送與傳統(tǒng)交流方式相比優(yōu)勢顯著。以該柔性直流工程為例，交流輸送需要3組6根直徑為500平方毫米的海纜，而直流輸送僅需2根1600平方毫米海纜，在減少大量材料使用以及敷設(shè)、檢修工作量的同時(shí)，輸送容量提升近3倍。

安全穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)海上風(fēng)電大容量、遠(yuǎn)距離、直流輸送，牽起海陸兩端的高壓輸電海纜的性能至關(guān)重要。該工程采用了亞洲首條±400千伏直流海纜，總長達(dá)108千米。業(yè)主把決定這條“大動(dòng)脈”能否投運(yùn)的耐壓試驗(yàn)交給了方天公司。

“在這類耐壓試驗(yàn)中，需要確保電纜充分放電。過去只能自然放電，等著電壓逐漸下降?！睏畲航榻B，經(jīng)測算，柔直工程自然放電最起碼要10個(gè)小時(shí)，而試驗(yàn)期間正值夏季臺風(fēng)高發(fā)、海況復(fù)雜，作業(yè)窗口期極為有限，如果沿用傳統(tǒng)方式，會(huì)嚴(yán)重影響整體進(jìn)度。

為此，方天公司在海纜設(shè)計(jì)制造階段就提前介入，與電纜制造商中天海纜聯(lián)合攻關(guān)，研發(fā)了世界首臺針對海陸直流電纜交接試驗(yàn)的大容量直流設(shè)備專業(yè)放電系統(tǒng)，攻克了超大容量電纜放電過程中過電壓、大電流抑制等世界性行業(yè)難題，將放電時(shí)間縮短至50分鐘以內(nèi)。2021年9月11日，亞洲首條±400千伏直流海纜驗(yàn)收試驗(yàn)順利完成，放電過程安全、平穩(wěn)。

業(yè)內(nèi)知名專家、西安交通大學(xué)教授吳鍇對此給予高度評價(jià)：“如此高電壓、長距離的直流海纜試驗(yàn)在業(yè)內(nèi)尚屬首次，對后續(xù)科學(xué)研究、工程應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)制定均有很強(qiáng)的借鑒意義?！?/p>

成果轉(zhuǎn)化 “黑科技”加快并網(wǎng)進(jìn)程

傳統(tǒng)海上風(fēng)電的并網(wǎng)調(diào)試，由電網(wǎng)提供大容量交流電源。而直流輸送方式下，電網(wǎng)無法直接成為調(diào)試啟動(dòng)電源，因此，海上風(fēng)電機(jī)組成為無啟動(dòng)電源的“孤島”。如何解決這一問題只有兩種選擇：在岸上安裝大容量直流電源，或者由機(jī)組在海上自啟動(dòng)開展調(diào)試。前者由于投資、技術(shù)等原因不具備可行性，而后者在業(yè)界仍處于空白。

2021年底，柔直工程并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)即將到來，在海陸通道沒有建設(shè)完成的情況下，方天技術(shù)團(tuán)隊(duì)決定采用自主研發(fā)的“黑科技”——海上風(fēng)電“黑啟動(dòng)”自供電調(diào)試技術(shù)，開展海陸聯(lián)調(diào)。

“2017年，我們就在鹽城陸上風(fēng)電場開展了國內(nèi)首次風(fēng)電‘黑啟動(dòng)’試驗(yàn)，相關(guān)的成果經(jīng)驗(yàn)理論上可以在海上風(fēng)電建設(shè)中再次實(shí)踐?！狈教旃倦姎饧夹g(shù)中心主任袁超介紹。海上風(fēng)電“黑啟動(dòng)”環(huán)境更加復(fù)雜，作業(yè)條件惡劣、沒有穩(wěn)定平臺、風(fēng)機(jī)單機(jī)容量大、海纜充電電容大，對“黑啟動(dòng)”提出更高要求。

為此，該公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)大膽突破常規(guī)，提出了一種基于“黑啟動(dòng)”的海上風(fēng)電并網(wǎng)調(diào)試技術(shù)。調(diào)試團(tuán)隊(duì)在海上搭建了由柴油發(fā)電機(jī)、風(fēng)機(jī)、可變負(fù)載、直流海纜等組成的微系統(tǒng)，并通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，保持電壓、功率穩(wěn)定，帶動(dòng)風(fēng)機(jī)從負(fù)荷變?yōu)殡娫?，?shí)現(xiàn)海上風(fēng)機(jī)群自供電。這將以往的調(diào)試啟動(dòng)“電從網(wǎng)上來”轉(zhuǎn)變?yōu)椤半姀暮Ｉ蟻怼保瑢㈨?xiàng)目并網(wǎng)周期縮短了整整半年。