“柔直”出海記
本網(wǎng)訊（王磊 袁向南）若是隨便問一個(gè)人，你知道如東嗎？想必大多數(shù)人都不知道這座江蘇沿海小縣城，但若是問一個(gè)風(fēng)電人，他大概率會(huì)脫口而出：“知道，那邊有個(gè)柔直風(fēng)電場，特別有名?！薄叭嶂薄倍?，如今已成為如東縣的“金字招牌”。“自2021年12月正式投運(yùn)以來，三峽如東海上風(fēng)電場運(yùn)行良好，狀態(tài)穩(wěn)定。”三峽能源江蘇運(yùn)維公司如東項(xiàng)目部張新生說?！斑\(yùn)行良好，狀態(tài)穩(wěn)定”，短短八個(gè)字，飽含著我國近百家海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)的心血。
▲視頻制作：湯偉 袁向南
▲2021年7月，三峽如東海上換流站準(zhǔn)備進(jìn)行安裝 三峽能源供圖
一座換流站
海上換流站是海上風(fēng)電柔性直流輸送的關(guān)鍵核心裝備，在如東項(xiàng)目之前，中國并無制造海上換流站的經(jīng)驗(yàn)，并且，國外的核心技術(shù)對(duì)中國并不開放。
“我們當(dāng)時(shí)在國外調(diào)研海上換流站，參觀的時(shí)候，對(duì)方不允許帶手機(jī)等任何攝影通訊設(shè)備，只能用眼睛看。”三峽能源江蘇分南通公司工程管理部何俊生回憶說。
柔直技術(shù)到底是什么？簡單來講，電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行，控制好電壓和頻率兩項(xiàng)指標(biāo)至關(guān)重要，它們相當(dāng)于一個(gè)人的血壓和心率。而柔性直流不僅輸送電能，還能調(diào)節(jié)電壓，它的應(yīng)用就像人有了強(qiáng)健的心臟和血管，能很好控制心率和血壓。
“柔性直流輸電技術(shù)是世界上最前沿的輸電技術(shù)，是一種電網(wǎng)友好型技術(shù)，它是未來海上風(fēng)電發(fā)展的主要方向。”國網(wǎng)江蘇省電力公司建設(shè)部副主任吳威告訴記者。
只能用眼睛看？沒關(guān)系，那就自己研究；遭遇國外技術(shù)壁壘？沒關(guān)系，那就自己造。
“最后，三峽集團(tuán)牽頭，聯(lián)合上下游企業(yè)，攻堅(jiān)克難，一鼓作氣，終于突破了柔直關(guān)鍵技術(shù)，造出了這個(gè)海上換流站?！比龒{集團(tuán)江蘇分公司董事長袁英平說。
走進(jìn)振華重工位于南通的制造基地，只見高達(dá)數(shù)十米的巨大廠房整齊排列在江邊，廠房內(nèi)，機(jī)床靈活運(yùn)行，正在制造各式各樣的重型海上裝備。振華重工業(yè)務(wù)重心是重型裝備制造，核心產(chǎn)品是港口起重機(jī)?！叭鐤|項(xiàng)目的海上換流站當(dāng)初就在此制造，滑行入江，由江入海，最后矗立在了黃沙洋海域?！闭袢A重工現(xiàn)場生產(chǎn)管控負(fù)責(zé)人李樹清指著換流站的演示圖說到。
“三峽如東海上換流站，重達(dá)2.2萬噸，在此之前，振華沒造過這種大家伙?！崩顦淝甯嬖V記者。
三峽如東海上換流站，是目前全球容量最大、電壓等級(jí)最高的海上換流站。為了這個(gè)換流站的成功制造，三峽集團(tuán)聯(lián)合振華重工，在設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)，進(jìn)行了獨(dú)家定制。
在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，由于如東海上換流站的重量是一般海上升壓站的4-6倍，常規(guī)的一體式導(dǎo)管架不適合這個(gè)龐然大物，為此振華特別運(yùn)用了分體式導(dǎo)管架施工工藝，將換流站的“基座”一分為二，合理進(jìn)行布局；在運(yùn)輸環(huán)節(jié)，換流站由陸入江采用了滑軌運(yùn)輸法，在制造基地到江邊這段距離里搭建一條軌道，讓換流站滑行入江，最后再由江入海；在安裝環(huán)節(jié)，采用浮托安裝法，用一種類似“搭積木”的方式將換流站與導(dǎo)管架拼合，并且將拼合誤差控制在了毫米級(jí)。
“三峽如東海上換流站是中國重特大型海上裝備設(shè)計(jì)、運(yùn)輸、制造、安裝能力的集中體現(xiàn)，這個(gè)項(xiàng)目過程中的創(chuàng)新，對(duì)中國未來海上裝備的制造和安裝具有重要意義。”李樹清說。
▲中天科技海纜生產(chǎn)線? 攝影：湯偉
一根海纜
行船眺望遠(yuǎn)方，高度約等于15層居民樓的換流站穩(wěn)穩(wěn)矗立在海上，向過往船舶凸顯強(qiáng)烈存在感，而在海底，一根根海纜正深埋在淤泥海床下，無聲履行著輸電使命。
在此之前，國際上廣泛應(yīng)用的海上輸電電纜基本都是±320kV水平，±400kV的柔性直流海纜，國內(nèi)沒有做過，要成功做出這根電纜，必須攻克一些技術(shù)瓶頸和核心指標(biāo)。
以操作過電壓為例，它是整個(gè)換流站系統(tǒng)中關(guān)鍵的核心參數(shù)之一，江蘇如東海上風(fēng)電項(xiàng)目的操作過電壓水平達(dá)到了1235kV，甚至要高于國外±500kV等級(jí)的電纜操作過電壓水平，如何攻克這個(gè)核心參數(shù)，是個(gè)難題。
“了解到這一情況后，我們主動(dòng)想辦法，幫助如東項(xiàng)目海纜提供者的中天科技攻克這個(gè)難題?！痹⑵秸f。
在這個(gè)過程中，三峽集團(tuán)先是組織行業(yè)專家進(jìn)行設(shè)計(jì)校核方面的指導(dǎo)，然后又在集團(tuán)內(nèi)部進(jìn)行科技項(xiàng)目立項(xiàng)，專攻海纜相關(guān)技術(shù)難題?！霸谌龒{集團(tuán)的幫助下，我們攻克了操作過電壓水平這個(gè)參數(shù)，隨后也進(jìn)行了柔直電纜的研發(fā)試制，在經(jīng)過多次可靠性驗(yàn)證檢驗(yàn)后，終于做出了這根±400kV的柔性直流電纜?！敝刑炜萍己＠|研究所所長張洪亮指著展廳里明顯比其他電纜小了一圈的柔直海纜說。
這根電纜，不僅是中國企業(yè)首次自主研發(fā)制造的±400kV直流電纜，也是目前中國電壓等級(jí)最高、輸送距離最長的柔性直流輸電電纜。
在這根電纜由“0”變“1”的過程中，中天海纜也沉淀了諸多技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，中天科技在這根柔直電纜上先后申請(qǐng)的專利已經(jīng)超過50項(xiàng)，授權(quán)的核心專利接近10項(xiàng)，發(fā)表SCI和EI收錄論文接近20篇，并且還參與制定了中國第一個(gè)高壓直流海底電纜國家標(biāo)準(zhǔn)。
“有了這根±400kV的海纜后，柔直海纜的核心制造技術(shù)就牢牢掌握在了自己手里?！睆埡榱琳f。
▲三峽如東陸上換流站??攝影：湯偉
一座縣城
江蘇省如東縣，一個(gè)靠海的縣城，因?yàn)椤叭嶂薄边@兩個(gè)字，在風(fēng)電行業(yè)聲名大噪。如東陸上換流站內(nèi)，前來參觀的人正盯著中控大屏上各項(xiàng)指標(biāo)，了解如東項(xiàng)目的運(yùn)行情況。
江蘇如東縣是全國第一個(gè)開展海上風(fēng)電規(guī)劃研究的縣，是中國首批綠色能源示范縣，更是亞洲首個(gè)采用柔性直流輸電技術(shù)的海上風(fēng)電項(xiàng)目所在地，多年來，如東縣海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，也給當(dāng)?shù)貛チ艘恍┳兓?/p>
開車進(jìn)入如東縣城，長達(dá)幾十米，用做裝飾藝術(shù)的“退休”風(fēng)機(jī)葉片在道路兩旁飛速掠過。藍(lán)天白云下，不管往哪個(gè)方向望去，都能看見一臺(tái)臺(tái)風(fēng)機(jī)迎風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)?？梢哉f，在如東，風(fēng)電元素隨處可見。
十年前，如東還是個(gè)以傳統(tǒng)制造業(yè)為主的小縣城，化工、食品、農(nóng)業(yè)、紡織和傳統(tǒng)機(jī)械是當(dāng)?shù)氐闹饕a(chǎn)業(yè)，但在以風(fēng)電為主的新能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)駐如東后，如東當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。
數(shù)據(jù)顯示，截至目前，全國前5的海上風(fēng)電主機(jī)品牌，在如東已落戶3家，涉及到以風(fēng)電產(chǎn)業(yè)為主體的企業(yè)數(shù)量，如東也已超過了70家。
“經(jīng)過多年的發(fā)展，如東已經(jīng)形成集制造、施工、運(yùn)維、檢測(cè)為一體的海上風(fēng)電設(shè)備制造全產(chǎn)業(yè)鏈。”如東縣發(fā)展改革委副主任張俊說。
不只是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，如東縣整個(gè)社會(huì)都發(fā)生了新變化。海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展起來后，漁民可以考取相關(guān)證書，進(jìn)入運(yùn)維船舶領(lǐng)域，增加收入。風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也為如東帶來了高精尖專業(yè)技術(shù)人才，為如東的發(fā)展注入了新鮮血液。
“一直以來，如東都在大力發(fā)展海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)，我們當(dāng)前的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)從全國海上風(fēng)電第一縣到全國綠色能源示范城的轉(zhuǎn)變。”張俊說。
▲如東陸上換流站集控室??攝影：湯偉
走向深遠(yuǎn)海
作為海上風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的集大成者，如東海上柔直項(xiàng)目正在向世界展示中國海上風(fēng)電發(fā)展的新成就。以發(fā)展的視角來看，這個(gè)項(xiàng)目還蘊(yùn)含著更加深遠(yuǎn)的意義。
我國“十四五”可再生能源規(guī)劃指出，要開展深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電規(guī)劃，爭取在廣東、廣西、福建、山東、江蘇、浙江、上海等資源和建設(shè)條件好的區(qū)域，結(jié)合基地項(xiàng)目建設(shè)，推動(dòng)一批百萬千瓦級(jí)深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電示范工程開工建設(shè)。但是，深遠(yuǎn)海海上風(fēng)電開發(fā)有兩個(gè)繞不過去的坎，那就是大規(guī)模和遠(yuǎn)距離輸電。
柔性直流似乎有改變這一切的潛力。與傳統(tǒng)輸電技術(shù)相比，柔性直流輸電在孤島供電、大規(guī)模風(fēng)電場并網(wǎng)等方面具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并且，柔直技術(shù)也能有效解決海上遠(yuǎn)距離輸電損耗問題。
如東海上風(fēng)電場，離岸直線距離在50-60公里左右，剛好卡在遠(yuǎn)海和近海之間，在這里運(yùn)用國產(chǎn)柔直技術(shù)，無疑是基于長遠(yuǎn)發(fā)展的考量。
“如東海上柔直項(xiàng)目，更像是練兵場和試驗(yàn)場，讓各種新技術(shù)有了用武之地，為中國海上風(fēng)電走向深遠(yuǎn)海打下基礎(chǔ)?！痹⑵秸f。
萬頃碧海之上，一片片“海上旗幟”正迎風(fēng)飄揚(yáng)，彰顯中國海洋資源開發(fā)戰(zhàn)略雄心。
編輯：任賢 楊思恒