北京冬奥会的脚步越来越近。为了实现绿色冬奥,确保所有的冬奥场馆都将使用上百分之百的绿色电能,国家电网公司建设了目前世界上最先进的柔性直流电网工程——张北柔性直流电网。
它是四端柔性直流电网,四端分别连接了位于张家口的张北、康巴诺尔两个换流站,位于河北丰宁的阜康换流站和位于北京的延庆换流站。

±500千伏延庆换流站。
这张柔性直流电网,
一年就可以输送
约140亿千瓦时的清洁电量,
大约相当于北京市
全年全社会用电量的十分之一。
有了这张电网,
就可以实现2022年北京冬奥会场馆
100%清洁能源供电。
为了确保这条北京冬奥绿色电能输送的主通道稳定运行,从9月11日开始,国家电网员工对张北柔性直流电网开展全面的体检。
怎么给这个世界上首个柔性直流电网将如何体检?国家电网公司都用了哪些“黑科技”?咱们去±500千伏延庆换流站检修现场看看。

9月11日,安徽送变电公司技术人员在±500千伏延庆换流站检修设备。
01给设备 “抽血化验”
给电力设备检修,有点像给咱们人体体检,而且过程要求非常精细。精细到什么程度呢?就拿检测变压器绝缘油来说吧。
由于变压器内部元件都浸润在油中,所以我们把绝缘油形象地称为变压器的“血液”。目前,延庆换流站的1台换流变压器里面大概有104吨绝缘油。绝缘油主要有绝缘和散热两个作用。

检测变压器绝缘油。
安徽送变电公司工程项目负责人王开库介绍:“对于绝缘性能,我们一般通过对绝缘油进行试验,测量出油中含水量、含气量、颗粒度和绝缘强度。为了保证本次检修又快又好开展,我们特地从1200公里以外的安徽带来了一台我们自主研发设计的移动油化室。”

移动油化室。
“这个试验室里面有齐全的试验设备,如微水仪、色谱仪、耐压仪等。绝缘油试验如同抽血化验,是一件很严肃的事情,我们的试验人员都戴头套和穿白大褂做试验,保持试验室内部清洁,避免影响试验数据。”
02给精密仪器做“胃镜”
检修员工用内窥镜检查精密仪器内部。
除了“抽血化验”,检修员工还有像给人做胃镜一样的内窥镜,用来检查精密仪器的内部。
窥镜的探头比较细小,它里面有内置摄像头,探头前面有照明装置。检修员工将探头深入设备内部,可以查看人无法进入的狭小空间内设备可能存在的问题,并使用高倍清晰彩色镜头拍摄内部的视频,将观察到的缺陷和损伤传输到平板电脑上,做到为精密仪器精细“体检”,可提高对缺陷判断的准确性。
03
给世界最先进的柔直“心脏”做“心电图”

阀厅内的阀塔。
换流站最核心的心脏部位是阀厅。±500千伏延庆换流站阀厅里的阀塔重达85吨,塔高13.4米,相当于5层居民楼的高度。可别小看这个大块头,全站24座阀塔有3168个子模块、26000多个水管接头、1500多个主通流回路接触面和7606根光纤。

阀厅是新型电力系统中将交流电与直流电灵活转换的核心。风电、光伏等绿色电能通过直流线路汇集到这里,通过换流阀转变为我们常用的交流电。
柔直换流阀就像一列没有运动惯性的高速列车,它可以根据需求灵活地启动、变速、刹车、转弯,甚至掉头。而电力系统中的潮流控制远比车辆控制复杂得多,特别是大量不稳定的新能源接入后,柔直换流阀就起到了定海神针的作用。
国网北京电力柔直调相机运检中心的周凯介绍说:“因为本次年度检修是北京冬奥会前的唯一 一次停电检修机会,我们要对所有部件进行一次彻底的健康筛查,提早发现亚健康状态并及时治疗,所以检修工作强度还是很大的。”

供电员工要对更换后的子模块开展功能测试,首先对子模块加压,验证核心全控型电力电子器件是否可以正常控制导通和关断,各类状态信号是否能够正常上送,控制指令能否正确下达并执行。
子模块是实现换流阀交直流变换的基本功能单元,每一座阀塔就是由一个个子模块像搭积木一样连接排布组成的。子模块看似是一个个冰冷静止的设备,实际上它还有着我们看不见摸不着、庞大复杂的神经网络。它的每一个部件都通过中控板与大脑阀控进行着信息交换,每一根光纤每一秒钟的上下行信息指令就达到了160万条,而换流阀共有7600多根光纤。依赖于这样庞大的信息流,换流阀才能时刻做到精确控制,实现电能的灵活传输。

为了确保绿电可靠传输,换流阀在运行过程中设计了一定的冗余度,个别子模块若发生故障则自动退出队列,不影响整体方阵的阵型和节奏。“年检期间,我们就要把这些故障旁路的子模块进行更换、分析、处理。”周凯说。
据悉,本次延庆换流站的检修工作将持续18天,总计要完成8000多项例行检修任务,来自国家电网公司39家单位的600多名检修人员参与检修。
目前,张北柔性直流电网4端换流站、660公里的柔性直流线路都在全面接受体检。来自国家电网各单位的2000多名经验丰富、技术精湛的检修人员共同参与完成此次检修任务,确保张北柔性直流电网“健康”、稳定地为北京冬奥会供应绿电。


