绵长的海岸线上，一排排白色风机迎风而转，忙碌而有序。离岸50公里外的黄海上，换流站正源源不断汇聚着电能。2021年12月25日，由中国能建中南院设计的江苏如东海上风电柔性直流输电工程（以下简称“如东柔直工程”）实现风场全容量并网。该工程由三峡集团和中广核集团共同投资建设，包括一座海上换流站、一回直流海缆与一座陆上换流站，海上换流站负责汇聚如东三个海上风电场110万千瓦电能，通过一回±400千伏直流海底电缆将电能输送至陆上换流站，陆上换流站通过一回500千伏交流线路接入江苏电网。
容量最大 电压最高
如东海上柔直工程是柔性直流输电技术在我国远海风电送出领域的首次应用。我国拥有该项目的完全自主知识产权，打破了国外对远海风电经柔性直流送出的技术垄断。工程在我国首次构建了海上柔性直流输电平台，成功将海上风电更稳定、更高效地传输至陆地用户，助力我国在节能、低碳领域迈上一个新台阶。
海上换流站位于如东H6风电场和如东H10风电场之间海域的北侧位置，上部模块为七层建筑，平面尺寸约84米x89米，相当于一个标准足球场大小。高约44米，约为15层居民楼高，总重约22000吨。海上换流站负责汇集三峡如东H6、H10项目（共80万千瓦）以及中广核如东H8项目（30万千瓦）的电能，是目前世界上输送容量最大、电压等级最高、体积最大的海上换流站，填补了国内海洋工程领域多个技术空白。
精巧设计 化解难题
目前欧洲已投入多项±320千伏海上柔性直流输电工程，如东柔直工程首次将海上风电柔性直流输电工程的直流电压等级提升至±400千伏，充分发挥了中南院的柔性直流输电工程设计经验，成功打破了国外技术垄断。
海上换流站在平台建造基地完成整体建造，在海上安装和运输过程中，采用了浮托法进行海上输变电平台安装。海上换流站在驳船的托举下，完成了与导管架之间进行了毫米级精准对接，实现海上换流站平台数万吨载荷转移。
为避免出现”一次性”海上平台的技术问题，中南院设计团队充分考虑了所有电气设备的检修更换方案。在海上换流站平台空间紧张的情况下，完成安装完成后所有电气设备均可实现在海上进行检修更换的目标。
同时，该工程陆上换流站开创性的采用“MMC+集中式电阻”直流耗能装置，实现了直流耗能装置的模块化设计，提高可靠性、降低造价的同时，保证直流耗能装置投退过程中系统直流电压波动小于±3%，极大的增强了系统的稳定性。
勇于探索 科技兴国
如东柔直工程设计难度大，特别是在电气主设备选型、电气设备布置、站用电系统方案等方面都需要进行深入研究和优化。中南院充分发挥设计龙头作用，精心组织、合理安排，结合海上特殊环境和要求，与业主、设备厂家、建造施工单位进行多轮设备可靠性提升与性能优化配合沟通，实现了适应极端恶劣环境、设备紧凑轻型化、远程运维、无人值守、高可靠性等特殊要求的设备参数及性能要求。
基于该工程，项目团队积极开展技术创新实践，技术创新和技术成果落地实践骈兴错出，申请和承担了集团公司科技项目8项，企业大型科技项目10余项，发表论文、专利多篇。同时，培养了一批海上风电柔性直流输电工程科研设计骨干，提升了企业的核心技术竞争力和前沿技术储备。
矢志不渝 奋勇向前
如东海上柔直工程实现风场全容量并网，是中南院服务我国”十四五”高质量发展、助力”双碳”战略取得的又一硕果。项目建成投产后，年上网电量将达33亿千瓦时，可满足约140万户家庭年用电量。与同等规模的燃煤电厂相比，每年可节约标准煤约100万吨、减排二氧化碳约250万吨，显著提升了我国清洁能源电力基础设施水平和服务社会经济发展能力。
作为国内高压直流输电工程设计”领头羊”，中南院已将海上风电柔性直流输电技术作为未来发展的主要方向之一，并将依托江苏如东海上风电柔性直流输电工程，推动实现系列化创新型技术成果的落地实践，打破国外设计壁垒，努力打造能复制、可推广的海上风电柔性直流送出精品方案与样板工程，助推我国海上风电大规模集约开发与并网技术发展，努力建成具有世界领先水平的海上风电送出技术研发体系，为我国实现”2030年前碳达峰，2060年前碳中和”目标、打赢低碳转型硬仗提供关键的技术支撑。
来源：中国能建中南院（作者：曾涤非 陈鹏 ）
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