中国能建华北院开展±500千伏张北柔性直流电网试验示范工程设计

银缆笑傲官厅水 柔直塔架掀绿波

——中国能建华北院开展±500千伏张北柔性直流电网试验示范工程设计

金明 韩韡

深秋的“塞外明珠”官厅水库，横跨水面的丝丝银线串联起湖心和两岸的铁塔，与毗邻的京张高铁彩虹桥遥相呼应，在阳光的照耀下熠熠生辉，山河壮美。此刻，对于张北柔性直流示范工程线路工程的建设者而言，更可谓是“天高云淡，不到长城非好汉！”干天斗地的好时节。他们在碧水蓝天，湖光潋滟间，忙碌于铁塔和导线上，那七上八下中魁伟矫健的身影，那沸天震地的牵张机轰鸣声，仿佛是五线谱那跃然跳动的段段音符，奏响着±500千伏张北柔性直流电网试验示范工程（以下简称“张北柔性直流工程”）包9全线贯通的凯歌。

这凯歌的结束符，便是11月15日张北柔性直流工程官厅水库跨越段施工最后一相导线紧线完毕，标志着工程重要里程碑节点的完成。自此，由中国能建规划设计集团华北电力设计院有限公司（以下简称“华北院”）设计的张北柔性直流工程包9标段全线贯通，从而为确保向2020年北京冬奥测试赛、以及冬奥会的正式举办输送绿色电能奠定了坚实基础。

建世界之最 助绿色冬奥

张北柔性直流工程是世界首条汇集和输送大规模风电、光伏、储能和抽蓄等多种形态能源的直流输电工程，也是世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流工程。张北柔性直流工程是国家电网深入贯彻落实党中央决策部署，服务能源清洁低碳发展的重大工程。

建设张北柔性直流工程，对于推动能源转型与绿色发展、服务北京低碳绿色冬奥会、引领科技创新、推动装备制造业转型升级等具有显著的综合效益和战略意义。

华北院承担了张北柔性直流工程怀来县石家营至北京换流站50.755千米线路，以及官厅水库跨越段的工程勘测设计。华北院把“绿色、共享、开放、廉洁”办奥理念贯穿于工程勘察设计始终，先进的设计理念、合理的技术方案，一举夺得该线路工程中最大的设计标包，这是华北院输变电业务领域拓展的新起点，为进一步深耕柔性直流输电技术这片“新大陆”，开辟了新的道路。

琢最佳方案 绘绿水青山

华北院承担的张北柔直工程线路，是全线路径最复杂，技术难度最大，其中的官厅水库跨越段是全线的核心控制工程。官厅水库是新中国成立后建设的第一座大型水库，是北京重要水源地。这里风大、水深，工程条件异常复杂，线路需避让水库两岸规划区，需躲避沿岸众多风机，需考虑对京张高铁的安全距离，更需确保对水体零污染、零排放。

华北院设计团队，始终坚持把“绿色环保”“绿水青山就是金山银山”理念放在第一位，与各方密切配合，周密组织，多方案论证，历经两年，最终确定了路径和本体设计方案，并先后完成了防洪影响评价、通航影响评价、湿地公园评估、水污染防治方案等评估报告，以先进的环保理念，合理的设计方案，分别获得国家环保部、水利部、交通部和北京市水务局批复文件。

官厅水库跨越段有两基铁塔位于库区水体中，塔基处最大水深8.5米，距离岸边450米。为了最大程度减小对官厅水库的影响，为确保一湖清水送北京，设计团队精心设计的水污染防治方案，多次论证，反复修改，确保万无一失。最终，工程采用高桩承台基础、施工道路采用钢栈桥、桩基施工采用围堰加护筒的双重保护措施，本体设计方案以及水污染防治及补救措施，顺利通过专家评审，获得了水务专家的高度肯定。施工单位周密部署，精心组织，严格落实设计方案，最终实现对水体零污染、零排放的目标。

瞄柔直前沿 求技术精湛

柔性直流输电是当今电网科技领域的前沿技术，具有可控性好、运行方式灵活、适用场合多等显著优势，在偏远地区和海上新能源并网、异步电网互联、城市供电等应用领域具有独特优势。柔性直流采用可自关断的全控型电力电子器件，不需要交流系统支撑换相，具有动态无功支撑能力，可有效抑制交流电压波动，减少功率波动对受端电网影响，同时还具备输送距离远、传输容量大的优势，可以支撑新能源大规模开发。

基于柔性直流输电技术构建的直流电网，可实现多电源供电、多落点受电和新能源孤岛接入，具有更好的经济性与灵活性，能够将风电、光伏、抽水蓄能与负荷中心直接连接，构成多种形态能源灵活互补的能源互联网，通过多源接入和多能互补，可有效平抑新能源波动性。利用直流断路器、快速控制保护等设备，直流电网可以实现故障的快速切除和隔离，避免了局部故障引起的系统失稳或功率中断；通过功率转带和多回路由，充分发挥直流电网的网络优势，大幅提高了送电的可靠性。

华北院在设计实践中认真推广应用柔性直流输电技术。设计中主要采取了单双回路混合架设，金属回流线与极导线同塔并架，三维精细化间隙校核，多样化塔型设计，因地制宜基础选型等新技术。

忆峥嵘岁月 创未来辉煌

张北柔性直流示范工程已近尾声，在近三年的时间里，华北院始终组织精干力量，全力以赴，投入设计。华北院设计团队优化指标，探讨方案，汇总资料……设计人员每天在会议室集中工作至深夜，回家后继续整理提资，结束当天工作已是凌晨，第二天一早准时奔赴会议室继续集中设计。

工程线路的终勘定位工作恰逢五六月份，官厅水库北部燕山山势险峻，危峰兀立，荆棘丛生，终勘定位人员每天要在一人多高的荆棘丛中穿梭。队员们身上被荆棘划破的伤口，还未结痂，第二天又继续“披荆斩棘”。山高路滑，崎岖难行，有的队员滑到摔伤，膝盖积液，敷上膏药，绑上绷带继续前行。

这就是新一代华北院人，他们在往昔的岁月里不畏艰险，战胜酷暑严寒；他们在日常的工作中恪尽职守，无私奉献；他们用智慧战胜了官厅水库跨越段那“蜀道难,难于上青天”般的设计难题；他们用辛勤和汗水与参建单位在冀北燕山群间、官厅水畔“同舟共济”谱写新篇。