張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程（以下簡稱“張北柔性直流工程”）是世界首個柔性直流電網(wǎng)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。工程額定電壓±500千伏，建設666公里±500千伏直流輸電線路，新建張北、康保、豐寧和北京4座換流站，總換流容量900萬千瓦。工程匯集了大規(guī)模風電、光伏、儲能、抽蓄等多種形態(tài)能源輸送方式，可滿足河北張家口地區(qū)新能源送出和北京市接納新能源電量的需要，并支撐冬奧場館全清潔能源供電，對推動我國能源生產和消費革命將起到科技引領示范作用。

當冬奧會進入“北京時間”，服務清潔低碳奧運的又一重大電力工程開工。

2月28日，張北柔性直流工程開工動員大會在北京召開。

在此項工程中，共有13家設計院聯(lián)合承擔換流站、光纖通信和輸電線路設計，其中8家來自中國能建。浙江院中標張北換流站勘察設計，中電工程西南院中標豐寧換流站勘察設計，中南院中標北京換流站勘察設計，華北院、東北院、安徽院、湖南院、江蘇院中標輸電線路勘察設計。此外，電規(guī)總院北京洛斯達公司中標工程航拍數(shù)字技術服務，天津電建中標北京段換流站工程第一標段建筑工程施工。

集成最新柔性直流技術

北京延慶，長城腳下，張北柔性直流工程北京換流站已經(jīng)開工建設，這是中電工程中南院中標的第三個柔直項目。

工程首次采用真雙極、半橋MMC+直流斷路器構建直流電網(wǎng)技術，核心技術和關鍵設備均為國際首創(chuàng)，將創(chuàng)造12項世界第一。多種新技術的使用，帶來了設計上的諸多挑戰(zhàn)，對設計人員的理論功底、學習能力、創(chuàng)新思維提出了更高要求。

4座換流站中，北京換流站容量、規(guī)模最大，占地面積卻最??；交直流合建，500千伏交流變電站采用全戶內布置，配電裝置在二樓，布置形式罕見。中南院各專業(yè)密切配合，在充分調研、收資的基礎上，充分利用每一寸土地，采用三維數(shù)字化設計手段，使換流站布置既滿足功能要求，又緊湊合理。

為解決新能源機組孤島接入張北換流站時可能發(fā)生的功率盈余問題，浙江院設計團隊考慮增加耗能裝置，隨即開展“直流耗能裝置和交流耗能裝置方案比選”“220千伏和66千伏交流耗能裝置方案比選”等專題研究。共制定12個小組方案，每一個方案背后，都凝聚了全體設計人員的心血。

作為世界首個柔直電網(wǎng)工程，項目主設備研發(fā)聚集了國內外一流裝備制造單位，設計輸入資料隨時都在調整，中電工程中南院、西南院，浙江院設計團隊積極主動與廠家溝通、配合，多次相互迭代，確保工程集成最新柔直技術。

“柔性直流輸電技術是世界上最先進的輸電技術，相當于在電力系統(tǒng)中接入一個完全可控的‘水泵’，能夠精準控制水流的方向、速度和流量，彌補了常規(guī)直流輸電只能控制方向的局限性。張家口風能、太陽能資源豐富，柔性直流技術自身可調節(jié)能力強，可以大規(guī)模接納清潔電能。”中南院北京換流站設總楊明說。

湖南院承擔了張北柔性直流工程導地線選型的專題研究。導線擔負著傳輸電能的重任，結合以往設計經(jīng)驗，湖南院共敲定6種常規(guī)導線組合方案、5種新型導線組合方案，金屬回流線選擇了10種導線組合方案，通過對電氣性能、機械性能和全壽命周期費用等各方面進行技術經(jīng)濟比較，最終確定選型，保證線路運行安全可靠。

全面應用全站全三維設計

接到中標通知后，中電工程西南院迅速成立了黨員先鋒隊和青年突擊隊。凌晨4點，豐寧換流站的設計人員們還在緊張地忙碌著：時而不停敲擊鍵盤，將理想效果逐步呈現(xiàn)在電腦屏幕上；時而針對技術難題激烈討論，理順思路打破困惑；時而各專業(yè)默契配合，協(xié)同高效推進設計進程。

張北柔性直流工程是國網(wǎng)第一個全站全專業(yè)三維設計的換流站示范工程，所有技術方案直接基于三維設計平臺，要求所有參與人員必須熟練掌握三維設計。

設計工具牽一發(fā)而動全身。要在極短的時間內全面掌握三維設計方法并拿出成果，任務看似不可能。隊員們從零開始，迎難而上，互相幫助，緊密協(xié)作。由于三維軟件的特殊性、試驗示范工程方案本身的不確定性，三維設計經(jīng)常推翻重來。面對反復，他們不氣餒、不沮喪，相互鼓勵打氣，“我們是第一批用三維平臺做方案設計的，以后可就是三維專家嘍。”

這是作戰(zhàn)能力的競賽，也是意志作風的比拼。隊員們夙興夜寐，圓滿完成了豐寧換流站全專業(yè)三維初步設計，并提出了完整、直觀的豐寧換流站總裝模型，初步設計成果得到業(yè)主好評。

十八般武藝精準踏勘

江蘇院中標豐寧換流站-赤城縣曹家村線路勘察設計，線路長86千米，是全線第二大包。工程地處河北北部山區(qū)，沿線海拔820-1880米，溝壑縱橫，荊棘遍布，交通條件較差。

工程地形北緩南陡，溝谷深切，地表破碎，雨裂沖溝眾多；線路所經(jīng)之處地形復雜，地質結構異常多變。巖土專業(yè)根據(jù)現(xiàn)場情況，十八般武藝悉數(shù)登場。山地塔位以槽探、山地小鉆機、探井為主，輔以洛陽鏟；黃土地區(qū)以探井、洛陽鏟為主，輔以工程地質鉆探、靜探；山前平原和河漫灘地區(qū)以鉆探、小鉆機為主，輔以探井。全線使用電阻率與大地導電率測試，確保信息及時、詳實，滿足工程要求。

勘察過程中，巖土工程部還自主研發(fā)了線路采集系統(tǒng)?？蓜e小看這個APP，打開便可直接采集塔位各種地質信息，還能拍照、錄音，通過網(wǎng)絡迅速將信息上傳至云端，實現(xiàn)前線后方及時聯(lián)動互通，工作效率大大提高。

電規(guī)總院北京洛斯達公司在大雪極寒的天氣條件下見縫插針，抓住每個滿足空情條件的窗口進行作業(yè)，短短2個月就高質量地完成了航拍工作。在航拍工作開展的同時，外控調繪工作組也開始進場作業(yè)，他們制定了詳細的外業(yè)控制測量方案，每一處選點都反復推敲，避免內外業(yè)判讀誤差。珠聯(lián)璧合，最終，內業(yè)平臺完成7個設計包段的平臺建立工作，產品合格率達100%。

據(jù)悉，張北柔性直流工程投產后，每年最多可為北京電網(wǎng)注入100億千瓦時的清潔能源，相當于北京全社會年用電量的十分之一。截至目前，各線路開工圖已全部交付，隨著工程開工建設，一個刷新世界紀錄的標志性工程再次鐫刻下中國能建的名字。