日前，由中央宣传部、国家发展改革委、中央军委政治工作部和北京市委市政府联合主办的“奋进新时代”主题成就展在京展出。粤港澳大湾区直流背靠背电网工程(东莞工程)设备验收新闻图片亮相地方展区广东展位科技和产业创新高地加速建设单元。

粤港澳大湾区直流背靠背电网工程(以下简称“大湾区直流背靠背工程”)由东莞工程和广州工程共同组成。工程应用目前世界上最先进的柔性直流技术(以下简称“柔直技术”)，将粤港澳大湾区原本连成一片的大电网分解为多个不同步的小区域电网，不仅可以防止一旦发生事故造成电网大面积停电，还能更大规模吸收利用风光等清洁能源。

大湾区直流背靠背工程也是广东目标网架建设的重要组成部分。这一系列工程建设正是南方电网公司保障粤港澳大湾区能源安全的重要行动。“目前，我们正全力加快广东目标网架建设。依托该工程，珠三角东西部电网通过柔直互联，大容量、高可靠的500千伏外环通道全面建成后，广东电网安全稳定水平将进一步提升；主网大面积停电风险、短路电流超标、交直流相互影响等安全问题将基本解决。”广东电网公司基建部项目管理科经理熊志武介绍。

柔直技术再突破

首创异同步电网

对世界电网的发展很有意义

广东电网公司生产技术部变电设备管理科高级经理刘建明介绍：“我们分析了工程建成后广东电网短路电流等数据，可以说大湾区直流背靠背工程效果明显。”

大湾区直流背靠背工程是世界上第一个把柔性直流用到解决系统安全稳定运行方面的项目。

自2013年在广东电网做南澳柔性直流开始，南方电网公司通过鲁西直流背靠背工程、昆柳龙直流工程实现了柔直技术在主电网应用、掌握了特高压多端柔性直流技术，现在，已建成的大湾区直流背靠背工程在控制系统方面又进了一步。

通过控制系统的进步，广东电网形成了异同步电网格局。中国工程院院士李立浧提出，不同于以前的纯交流电网，也不同于以往通过直流背靠背将两个电网隔开的异步电网，“广东电网变成一个异同步电网格局对世界电网的发展都很有意义。”

异同步电网听起来像一个悖论，即使一个词汇也很难同时兼具异步、同步，何况一张电网。广东电网公司基建部项目管理科经理王流火解释：“异同步指的是电网在不同运行状态下呈现的形态。简单来说，直流异同步控制功能兼顾了交直流输电的优点。出现故障时则自动识别故障，实现电网异步，起到‘防火墙’作用。常态运行时，可以模拟成交流线路，保留原有交流通道的紧急支援能力，实现两侧交流电网的功率自动互济，无需调度人员下发功率指令，电网潮流自动可控。这背后正是控制保护策略起作用。”

大湾区直流背靠背工程还拥有世界上控制链路延时最短的柔性直流换流站。与交流电网发生高频谐振是柔性直流的重要运行风险，广州工程把链路延时控制在200微秒以内，水平世界领先，结合控制策略优化，能够有效消除工程面临的谐振风险。

李立浧曾说：“技术引领要有一定的判断能力，中国发展柔性直流技术大有可为。”南方电网公司通过系列工程推动柔性直流技术的深一步发展，是中国电力人对世界电力技术发展作出的贡献。

装备方面，大湾区直流背靠背工程首次实现完整的换流单元100%使用国产IGBT(绝缘栅双极型晶体管)器件，首次研制出全国产柔性直流换流阀阀段，推动了我国输电高端装备实现自主可控。IGBT是能源变换与传输的核心器件，被誉为电力电子装置的“CPU”。作为国家战略性新兴产业，IGBT在轨道交通、智能电网、航空航天、电动汽车与新能源装备等领域应用极广。

除此之外，南方电网公司的技术攻关团队在直流电容器、二次板卡芯片等其他核心部件上狠下功夫，在国内首次研制出了全国产柔性直流换流阀阀段，实现了柔性直流换流阀核心组件包括IGBT、电容器、IGBT驱动板、二次板卡芯片的完全自主可控，并在大湾区直流背靠背工程实现首次试用。该产品的成功研制及创新应用，解决了柔性直流换流阀关键元器件、零部件依赖进口的“卡脖子”难题，实现“0到1”的突破，推动柔性直流技术自主可控的跨越式发展，提高了我国电工装备制造业的核心竞争力。

创下工程建设多个第一

现实镜像到孪生世界

三维数字化应用让工程更智能

在东莞工程500千伏南粤背靠背换流站，广东电网公司东莞供电局项目管理中心项目管理专责潘维正对着电脑屏幕仔细查看换流站阀厅内部的情况。

“阀厅平时无法进入，但是数字孪生三维技术可以真实直观地反映对象所有细节，包括多层阀组的温度及参数。”潘维很自豪地介绍：“东莞工程的阀厅三维系统首次采用视角切片法，可满足我们运维人员的观测视角。即按运维实际现场习惯把现实世界镜像到孪生世界中来。结合运维各类数据与三维模型映射挂接，减少了反复数据查验工作，异常报警数据可快速提醒、形成报表，极大提高生产管理工作效率。可以说已初步形成数字化运维的雏形，具备颇高的推广意义。”

从工程建设到运维，大湾区直流背靠背工程在数字化方面做了非常有益的探索。基建过程中运用三维可视化技术进行施工过程管理，建成后以三维模型为纽带，与运行业务深度融合。三维数字化应用及智能巡检系统融合基建关键数据及换流站站端实时运维数据，实现三维空间场景的智能操作、智能巡视、智能安全、智能检修等应用。虚拟系统，可以微观到现实世界中的元部件级，保证运维人员在近似实景的环境下远端运维。

数字化还体现在工程建设的细节中。比如将千吨重物提升至7层楼高为换流阀厅加装“钢铁铠甲”。换流阀是柔性直流换流站的核心设备，阀厅钢结构则是保护这些设备的“钢铁铠甲”。网架提升作业就是把保护阀厅内柔直换流阀的钢结构网架，上升到天花板的位置。

但这不容易，因为钢结构网架太重太大了。

东莞工程2个阀厅共4个单元的网架提升作业最大跨度为58.5米，提升高度约为21米，总面积达1.72万平方米，相当于2.6个标准的足球场大小，提升总重量为1948吨，相当于1298辆小汽车的重量。网架提升作业要保证近2000吨重的庞然大物，平稳提升至7层楼高的位置，且提升过程中，每一个网架中的8个提升点都在同一个水平面上。

经过充分调研反复论证，工程采用超大型构件液压同步提升技术完成网架提升。“东莞工程1号阀厅沙角电厂侧网架单次提升重量近500吨，我们通过电气同步控制系统对各个液压提升器进行自动化控制。”东莞工程项目经理吴轲介绍。工作人员通过液压同步计算机控制系统人机界面进行液压提升。网架提升全程通过行程及位移传感监测和计算机集中控制，数据反馈控制指令传递，全自动实现同步动作、负载均衡、姿态矫正、过程显示和故障报警等多种功能，降低安装施工难度的同时还保证了安全性。

工程建设中的第一最终为了让人生活得更美好。

广州工程所在地很特殊，换流站东北85米处就是居民小区。居民对身边建设这样一个大型的电网工程有很大顾虑，比如可能的噪音。广州工程通过变压器水冷却方式以及全户内布置方案等技术实现全站噪声小于48.5分贝，相当于人正常交谈的音量。相对于常规风冷变压器，水冷变压器整体噪音仅来自油泵和变压器运行中的震动，结合变压器全户内的布置，便可实现对外界基本无噪音影响。而且水冷变压器入口油温较风冷却器更加恒定，冷却效率相对更高，并且无需使用大量风机，极大减少了日常能耗。在占地方面，由于大湾区直流背靠背工程采用基于柔性直流技术的背靠背直流输电系统，换流站比常规直流占地更小，其中广州工程总占地面积仅13万平方米。

他们建成超级工程

争分夺秒砥砺奋进的建设者在和自己比赛

大湾区直流背靠背工程2020年底正式开工建设，广州工程、东莞工程分别于2022年3月29日、5月25日正式投产，工程的背后是无数个建设者近千个日夜的心血。

2022年春节，东莞工程的业主单位、建设单位、监理单位、设计院在内的建设者，都在岗位上坚守度过。当时正是工程电气安装施工的冲刺期，阀厅内满是忙前忙后组装阀塔的工作人员，操控着地面清理车来回清扫的“驾驶员”。“工程就是一环扣一环，这种扣法不是全部的此起彼伏，而是互有镶嵌。就要求我们对时间、现场管理非常到位。”吴轲说。

于是会看到工程的每一个环节都在不停追赶。为了给后期调试多预留时间，东莞工程的阀厅在完成阀塔安装后便先进入单元调试。于是，阀厅内的空调系统接入与电气设备安装几乎是同时进行。而空调系统的接入需要站内用电来保证，这就要求将原本的施工临时电源换掉。启用站内用电需要35千伏设备按时投产，涉及继保试验、计量、检修、运行等多个专业及相关规范要求。

所有这些又要求施工单位的工作方式方法必须精准匹配工程现场的要求，确保整个系统流畅运转，又需要双方反复地沟通整改。

追赶必须有序，比如物资保障。首台柔直变压器的生产、运输、到位并不容易。“受疫情、原材料产能不足影响，当时很多供应商都无法履约，我们先后协调了多次，还请省公司参与沟通。经过持续的努力，最后只用了网公司标准指导工期的三分之一时间，完成首台柔直变的生产。”广东电网公司广州供电局物流中心履约协调专责蒋敏锋口中的“重重困难”不是虚的。为了将这台巨无霸顺利运至工程现场，海上,时刻关注天气情况；陆运前，广州供电局组织运输单位开展模拟运输荷载试验，论证桥梁加固、车组组装、现场组织、通行情况、外部协调、后勤保障等全流程的可行性和合理性，保证已完成整改的道路桥梁满足安全运输条件。在现场则要安排好到货顺序、统筹好区域布置、控制好施工环境，必须每一步都要考虑周全。

工程建设者还要与天气赛跑。东莞工程尤其如是，它的换流站站址三面环水，原是两大两小4个鱼塘，地下淤泥深厚、含水量高。仅仅是地基排水固结便想了非常多办法，为了和雨季赛跑，东莞工程建设者在加快推进“三通一平”的同时，抢出更多作业面，使主体工程可以同步施工，实现无缝衔接。

人最终还是要和自己比赛。

大湾区直流背靠背工程采用的技术创新给项目建设者带来不少挑战。王植是广东电网公司东莞供电局试验研究所高压试验分部电气试验专责，2021年国庆节他是在现场度过的，因为他要审核35千伏站用变压器的试验方案。站用电系统必须在阀厅工作开始之前落实完成，但是此次工程变压器采用的是立体卷铁心技术，属该技术在当时公司内应用容量最大的一次。因此，各种情况都要事先考虑周全，例如技术工艺不同是否会对试验方案的指标产生影响？原来的试验要求还合不合适？应该要重点关注哪方面的试验参数指标？……没有现成的答案，只能请教厂家，各种途径翻阅资料，以至于晚上做梦都在模拟设备运行。

还有工程的生产准备组。柔直技术是最大的挑战，广东电网公司此前未有过类似工程，必须从头学起。

工程开始前，大湾区直流背靠背工程相关的生产准备人员到昆柳龙直流工程龙门换流站等站点跟班学习，之后参加超高压公司组织的柔性直流输电场景化基础提升强化培训班，深入了解柔直换流站的验收、投产、运维中的重点、难点问题，提前组织讨论攻关。广州工程的生产准备组在此基础上向设备厂家提出了300余条修改优化意见，针对重要设备制定了详尽的建造方案。

大湾区直流背靠背工程建成后更是如此，所有的技术必须在运维中得到验证，在经验中获得成长。“我们眼下就是要加强日常运维，研究新情况，解决新问题，做好总结，把挑战做成机遇，推动柔性直流技术发展和创新。”刘建明说道。

工程简介

化解全国最大省级电网三大问题

广东目标网架工程旨在提升“十四五”及远期粤港澳大湾区电力供应保障能力，是对全国最大省级电网的一次优化和结构重构。工程全部建成后，将从根本上化解广东电网短路电流超标、多直流落点风险、大面积停电三大问题，显著提升广东电网电力供应和配置能力。

该工程采用“基于500千伏湾区外环的柔性直流互联方案”，将分三个阶段建设。第一阶段的粤港澳大湾区直流背靠背工程、粤港澳大湾区500千伏外环中段工程、清远500千伏清城输变电工程等9个项目已全面建成投产；第二阶段的粤港澳大湾区500千伏外环东段、西段工程等9个项目计划于2023年12月底前基本建成；第三阶段北通道直流背靠背工程等8个项目将适时启动建设。

依托该工程，南方电网公司将在粤港澳大湾区外围构建500千伏新外环线路；湾区内部大致以珠江口为界，东西两侧利用500千伏柔性直流线路背靠背互联。以湾区外环为支撑，广东电网将形成东西区电网。其中东区电网为珠东北、珠东南两个供电分区和粤东电源送出分区，西区电网为珠西北、珠西南两个供电分区和粤西电源送出分区。各分区通过2—3个通道与外环相连。其中，广州工程联接珠西北区、珠东北区域电网；东莞工程联接珠西南与珠东南区域电网。

  责任编辑：谢峰