銀纜笑傲官廳水 柔直塔架掀綠波
——中國能建華北院開展±500千伏張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程設計
金明 韓韡
深秋的“塞外明珠”官廳水庫，橫跨水面的絲絲銀線串聯(lián)起湖心和兩岸的鐵塔，與毗鄰的京張高鐵彩虹橋遙相呼應，在陽光的照耀下熠熠生輝，山河壯美。此刻，對于張北柔性直流示范工程線路工程的建設者而言，更可謂是“天高云淡，不到長城非好漢！”干天斗地的好時節(jié)。他們在碧水藍天，湖光瀲滟間，忙碌于鐵塔和導線上，那七上八下中魁偉矯健的身影，那沸天震地的牽張機轟鳴聲，仿佛是五線譜那躍然跳動的段段音符，奏響著±500千伏張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程（以下簡稱“張北柔性直流工程”）包9全線貫通的凱歌。
這凱歌的結束符，便是11月15日張北柔性直流工程官廳水庫跨越段施工最后一相導線緊線完畢，標志著工程重要里程碑節(jié)點的完成。自此，由中國能建規(guī)劃設計集團華北電力設計院有限公司（以下簡稱“華北院”）設計的張北柔性直流工程包9標段全線貫通，從而為確保向2020年北京冬奧測試賽、以及冬奧會的正式舉辦輸送綠色電能奠定了堅實基礎。
建世界之最 助綠色冬奧
張北柔性直流工程是世界首條匯集和輸送大規(guī)模風電、光伏、儲能和抽蓄等多種形態(tài)能源的直流輸電工程，也是世界上電壓等級最高、輸送容量最大的柔性直流工程。張北柔性直流工程是國家電網(wǎng)深入貫徹落實黨中央決策部署，服務能源清潔低碳發(fā)展的重大工程。
建設張北柔性直流工程，對于推動能源轉型與綠色發(fā)展、服務北京低碳綠色冬奧會、引領科技創(chuàng)新、推動裝備制造業(yè)轉型升級等具有顯著的綜合效益和戰(zhàn)略意義。
華北院承擔了張北柔性直流工程懷來縣石家營至北京換流站50.755千米線路，以及官廳水庫跨越段的工程勘測設計。華北院把“綠色、共享、開放、廉潔”辦奧理念貫穿于工程勘察設計始終，先進的設計理念、合理的技術方案，一舉奪得該線路工程中最大的設計標包，這是華北院輸變電業(yè)務領域拓展的新起點，為進一步深耕柔性直流輸電技術這片“新大陸”，開辟了新的道路。
琢最佳方案 繪綠水青山
華北院承擔的張北柔直工程線路，是全線路徑最復雜，技術難度最大，其中的官廳水庫跨越段是全線的核心控制工程。官廳水庫是新中國成立后建設的第一座大型水庫，是北京重要水源地。這里風大、水深，工程條件異常復雜，線路需避讓水庫兩岸規(guī)劃區(qū)，需躲避沿岸眾多風機，需考慮對京張高鐵的安全距離，更需確保對水體零污染、零排放。
華北院設計團隊，始終堅持把“綠色環(huán)保”“綠水青山就是金山銀山”理念放在第一位，與各方密切配合，周密組織，多方案論證，歷經(jīng)兩年，最終確定了路徑和本體設計方案，并先后完成了防洪影響評價、通航影響評價、濕地公園評估、水污染防治方案等評估報告，以先進的環(huán)保理念，合理的設計方案，分別獲得國家環(huán)保部、水利部、交通部和北京市水務局批復文件。
官廳水庫跨越段有兩基鐵塔位于庫區(qū)水體中，塔基處最大水深8.5米，距離岸邊450米。為了最大程度減小對官廳水庫的影響，為確保一湖清水送北京，設計團隊精心設計的水污染防治方案，多次論證，反復修改，確保萬無一失。最終，工程采用高樁承臺基礎、施工道路采用鋼棧橋、樁基施工采用圍堰加護筒的雙重保護措施，本體設計方案以及水污染防治及補救措施，順利通過專家評審，獲得了水務專家的高度肯定。施工單位周密部署，精心組織，嚴格落實設計方案，最終實現(xiàn)對水體零污染、零排放的目標。
瞄柔直前沿 求技術精湛
柔性直流輸電是當今電網(wǎng)科技領域的前沿技術，具有可控性好、運行方式靈活、適用場合多等顯著優(yōu)勢，在偏遠地區(qū)和海上新能源并網(wǎng)、異步電網(wǎng)互聯(lián)、城市供電等應用領域具有獨特優(yōu)勢。柔性直流采用可自關斷的全控型電力電子器件，不需要交流系統(tǒng)支撐換相，具有動態(tài)無功支撐能力，可有效抑制交流電壓波動，減少功率波動對受端電網(wǎng)影響，同時還具備輸送距離遠、傳輸容量大的優(yōu)勢，可以支撐新能源大規(guī)模開發(fā)。
基于柔性直流輸電技術構建的直流電網(wǎng)，可實現(xiàn)多電源供電、多落點受電和新能源孤島接入，具有更好的經(jīng)濟性與靈活性，能夠將風電、光伏、抽水蓄能與負荷中心直接連接，構成多種形態(tài)能源靈活互補的能源互聯(lián)網(wǎng)，通過多源接入和多能互補，可有效平抑新能源波動性。利用直流斷路器、快速控制保護等設備，直流電網(wǎng)可以實現(xiàn)故障的快速切除和隔離，避免了局部故障引起的系統(tǒng)失穩(wěn)或功率中斷；通過功率轉帶和多回路由，充分發(fā)揮直流電網(wǎng)的網(wǎng)絡優(yōu)勢，大幅提高了送電的可靠性。
華北院在設計實踐中認真推廣應用柔性直流輸電技術。設計中主要采取了單雙回路混合架設，金屬回流線與極導線同塔并架，三維精細化間隙校核，多樣化塔型設計，因地制宜基礎選型等新技術。
憶崢嶸歲月 創(chuàng)未來輝煌
張北柔性直流示范工程已近尾聲，在近三年的時間里，華北院始終組織精干力量，全力以赴，投入設計。華北院設計團隊優(yōu)化指標，探討方案，匯總資料……設計人員每天在會議室集中工作至深夜，回家后繼續(xù)整理提資，結束當天工作已是凌晨，第二天一早準時奔赴會議室繼續(xù)集中設計。
工程線路的終勘定位工作恰逢五六月份，官廳水庫北部燕山山勢險峻，危峰兀立，荊棘叢生，終勘定位人員每天要在一人多高的荊棘叢中穿梭。隊員們身上被荊棘劃破的傷口，還未結痂，第二天又繼續(xù)“披荊斬棘”。山高路滑，崎嶇難行，有的隊員滑到摔傷，膝蓋積液，敷上膏藥，綁上繃帶繼續(xù)前行。
這就是新一代華北院人，他們在往昔的歲月里不畏艱險，戰(zhàn)勝酷暑嚴寒；他們在日常的工作中恪盡職守，無私奉獻；他們用智慧戰(zhàn)勝了官廳水庫跨越段那“蜀道難,難于上青天”般的設計難題；他們用辛勤和汗水與參建單位在冀北燕山群間、官廳水畔“同舟共濟”譜寫新篇。
