準(zhǔn)東-皖南±1100千伏特高壓直流輸電線(xiàn)路工程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“準(zhǔn)東-皖南工程”），是目前世界電壓等級(jí)最高、輸送容量最大、輸電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的世界“四最”特高壓輸電工程，±1100千伏特高壓直流輸電也是目前世界最高效、最經(jīng)濟(jì)的能源輸送方式。
準(zhǔn)東-皖南工程實(shí)現(xiàn)了“直流電壓、交流電壓和輸送容量”的全面提升，標(biāo)志著我國(guó)成為世界首個(gè)具備3000至5000千米范圍內(nèi)輸送千萬(wàn)千瓦級(jí)電能能力的國(guó)家，對(duì)于構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)也具有重大示范作用。
9月26日，歷經(jīng)10年研究、3年半建設(shè)，準(zhǔn)東-皖南工程投運(yùn)。
工程建設(shè)中，中國(guó)能建西北院負(fù)責(zé)匯總設(shè)計(jì)，中國(guó)能建所屬15家電力設(shè)計(jì)院參與設(shè)計(jì)，電規(guī)總院參與可研、初設(shè)評(píng)審和施工圖評(píng)審，3家建設(shè)企業(yè)參與施工，6家裝備制造企業(yè)提供設(shè)備，共同助力中國(guó)樹(shù)起國(guó)際高壓直流輸電的重要里程碑。
勠力同心再添“疆電外送”新通道
每年可送電600至850億千瓦時(shí)，滿(mǎn)足華東地區(qū)5000萬(wàn)家庭的用電需求
近年來(lái)，受輸電能力、走廊資源的限制，現(xiàn)有“疆電外送”首個(gè)特高壓直流輸電工程——哈密南—鄭州±800千伏特高壓直流工程已不能滿(mǎn)足大規(guī)模電力外送的需求。2016年，“疆電外送”的第二條特高壓輸電工程——準(zhǔn)東—皖南工程開(kāi)工建設(shè)。該工程起于新疆昌吉換流站，止于安徽古泉換流站，途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、安徽6省（自治區(qū)），全長(zhǎng)3324千米，額定電壓±1100千伏，輸送容量1200萬(wàn)千瓦。
準(zhǔn)東-皖南工程投運(yùn)后，每年可送電600至850億千瓦時(shí)，滿(mǎn)足華東地區(qū)5000萬(wàn)家庭的用電需求，對(duì)推動(dòng)新疆能源基地集約化開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)火電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電打捆外送，保障華東地區(qū)電力供應(yīng)，落實(shí)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃具有重要意義。此外，該工程還是落地安徽省的首個(gè)特高壓直流輸電工程，連同已經(jīng)投運(yùn)的皖電東送淮南至上海特高壓交流輸電工程，共同構(gòu)成安徽電網(wǎng)特高壓交直流混聯(lián)新格局，標(biāo)志著安徽省由單純電力送出省向送受并舉省轉(zhuǎn)變。
“新疆段跨越各類(lèi)交叉56次，創(chuàng)造了新疆電力施工史上的多項(xiàng)第一?！薄案拭C段全長(zhǎng)約1280千米，是工程最長(zhǎng)的線(xiàn)段，跨越黃河1次、±800千伏特高壓祁紹線(xiàn)1次、750千伏線(xiàn)路8次?！薄鞍不斩谓骺v橫、密布河網(wǎng)，多基鐵塔鄰近帶電體，展放導(dǎo)線(xiàn)跨越長(zhǎng)江1次，多次跨越高鐵、高速公路和1000千伏、500千伏、220千伏等電壓等級(jí)線(xiàn)路?！薄?
準(zhǔn)東-皖南工程每項(xiàng)技術(shù)跨越的背后都是設(shè)計(jì)人員一次次的“登高”。所經(jīng)地區(qū)，既有人煙罕至的沙漠戈壁，也有連綿起伏的丘陵山峰，既要翻越嚴(yán)寒刺骨的天山，又要穿越風(fēng)災(zāi)頻發(fā)的百里風(fēng)區(qū)，地理環(huán)境及氣候條件十分惡劣，加之地理氣象資料缺乏，工作面臨極大困難。
借助全息大場(chǎng)景立體影像平臺(tái)、海拉瓦技術(shù)、DEM等新手段，東北院和山西院優(yōu)化了路徑方案選擇，較可研路徑進(jìn)一步縮短；在新疆百里風(fēng)區(qū)，江蘇院確定了合理的設(shè)計(jì)風(fēng)速取值，解決了桿塔超長(zhǎng)懸臂設(shè)計(jì)等技術(shù)難題；在長(zhǎng)江大跨越中，華東院在世界上首次采用900平方毫米大截面跨江導(dǎo)線(xiàn)，減少了損耗，降低了投資；采用地面三維激光掃描技術(shù)，復(fù)核全線(xiàn)耐張塔電氣間隙，安徽院精確校驗(yàn)了電氣安全距離，提高了工程運(yùn)行的可靠性。
針對(duì)工程特點(diǎn)和所處區(qū)域環(huán)境特點(diǎn)，中國(guó)能建各設(shè)計(jì)院采用大噸位絕緣子、大規(guī)格高強(qiáng)度建材、大荷載特高壓桿塔設(shè)計(jì)、F型塔布置方式、基礎(chǔ)防腐設(shè)計(jì)、銅覆鋼及柔性石墨接地等方法，降低了線(xiàn)路損耗，節(jié)約了土地和走廊資源，提高了工程的經(jīng)濟(jì)性，每千公里輸電損耗也降低至約1.5%。
準(zhǔn)東-皖南工程所經(jīng)不少地段生態(tài)脆弱。采用接地極線(xiàn)路與直流線(xiàn)路共塔，以挖孔基礎(chǔ)為主的原狀土基礎(chǔ)型式、巖石錨桿基礎(chǔ)，種植草方格固沙，耕作區(qū)表土剝離及回覆、土地整治、礫石壓蓋護(hù)沙……中國(guó)能建各設(shè)計(jì)院將減少對(duì)地表擾動(dòng)貫穿設(shè)計(jì)方案始終。
完善的管理體系、嚴(yán)格的安全管控、全面的質(zhì)量保證、可靠的技術(shù)保障，中國(guó)能建各設(shè)計(jì)院勠力同心，舞好設(shè)計(jì)“龍頭”，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)東-皖南工程“自主創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠、環(huán)境友好、國(guó)際一流”的和諧統(tǒng)一。
超強(qiáng)換流站搶占電網(wǎng)技術(shù)制高點(diǎn)
換流站是工程的心臟，代表了目前頂級(jí)的電力設(shè)備技術(shù)
在全球范圍內(nèi)，首次將電壓等級(jí)提高到±1100千伏，準(zhǔn)東—皖南工程對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、絕緣配合、換流站布置和設(shè)備性能等都提出了更高的要求。
“準(zhǔn)東—皖南工程的技術(shù)創(chuàng)新有九成體現(xiàn)在換流站中?！辈獡Q流站西北院設(shè)總王黎彥說(shuō)，“昌吉換流站和古泉換流站是工程的心臟，二者各有特色，代表了目前頂級(jí)的電力設(shè)備技術(shù)?！?
據(jù)王黎彥介紹，昌吉換流站與五彩灣750千伏變電站合并建設(shè)。世界輸送容量最大的換流站——輸送容量1200萬(wàn)千瓦，擁有世界最高的閥廳——高、低端閥廳檐口分別高39.1米、23.8米，擁有世界電壓等級(jí)最高、制造難度最大的變壓器——緊鄰閥廳的換流變壓器單臺(tái)容量607兆伏安，擁有世界最長(zhǎng)的變壓器運(yùn)輸軌道——高、低端閥廳的中間區(qū)域及換流區(qū)東側(cè)布置的主搬運(yùn)軌道長(zhǎng)599米……作為世界電壓等級(jí)最高的輸電工程送端，昌吉換流站成就了多項(xiàng)世界換流站“之最”。
承擔(dān)昌吉換流站直流場(chǎng)與接地極設(shè)計(jì)，空氣間隙進(jìn)入飽和區(qū)域、設(shè)備尺寸和重量大幅提升，是廣東院面臨的最大挑戰(zhàn)。
首創(chuàng)戶(hù)內(nèi)直流場(chǎng)L型布置方案、三肢管桁架結(jié)構(gòu)方案，首次應(yīng)用±1100千伏“鼓型”均壓屏蔽裝置和雙層屏蔽籠，首次采用±1100千伏隔離開(kāi)關(guān)共靜觸頭、地刀一體化設(shè)計(jì)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)±1100千伏站內(nèi)菱形出線(xiàn)塔、V形絕緣子串，廣東院創(chuàng)新優(yōu)化了昌吉換流站戶(hù)內(nèi)直流場(chǎng)布置，將相關(guān)設(shè)備研發(fā)和安裝難度降低，長(zhǎng)期運(yùn)行可靠性顯著提高。
作為具備交流電和直流電轉(zhuǎn)換功能的換流站，古泉換流站分別接入目前電壓等級(jí)最高的1000千伏電網(wǎng)和超高壓500千伏電網(wǎng)，直流側(cè)更是首創(chuàng)±1100千伏電壓等級(jí)。同時(shí)，該換流站也有多項(xiàng)世界之最“加冕”——世界最大的換流變壓器、最重的戶(hù)內(nèi)平波電抗器、最高的戶(hù)內(nèi)直流場(chǎng)、最復(fù)雜的網(wǎng)側(cè)交流系統(tǒng)分層介入等。值得一提的是，該換流站還是國(guó)內(nèi)首個(gè)特高壓5G基站。
“全新的±1100千伏換流變壓器規(guī)模、閥廳戶(hù)內(nèi)直流場(chǎng)聯(lián)合建筑物、交流側(cè)接于不同電壓等級(jí)的系統(tǒng)要求，對(duì)整站的設(shè)計(jì)提出了更為復(fù)雜的要求?！?古泉換流站整體牽頭設(shè)計(jì)單位中南院副總經(jīng)理彭開(kāi)軍說(shuō)。
首次提出并應(yīng)用“±1100千伏特高壓直流工程總平面布置結(jié)構(gòu)”“±1100千伏換流站的閥廳及換流區(qū)域布置結(jié)構(gòu)”“±1100千伏關(guān)鍵主設(shè)備端子受力及解決措施研究”等專(zhuān)利和科研成果；首次提出±1100千伏戶(hù)內(nèi)直流場(chǎng)布置方案、六柱并聯(lián)絕緣子減少套管端子受力方案、適用戶(hù)內(nèi)±1100千伏設(shè)備均壓屏蔽設(shè)計(jì)方案、戶(hù)內(nèi)直流場(chǎng)雙層屏蔽籠設(shè)計(jì)方案、雙向開(kāi)門(mén)安裝平波電抗器方案、從閥廳側(cè)安裝套管方案；1000千伏交流濾波器場(chǎng)采用改進(jìn)“田”字形布置、五柱式隔離開(kāi)關(guān)，優(yōu)化進(jìn)線(xiàn)型式改善端子板受力，優(yōu)化防雷設(shè)計(jì)滿(mǎn)足絕緣配合要求……
面對(duì)古泉換流站的種種未知，中南院、西南院、華東院撥云見(jiàn)霧，開(kāi)創(chuàng)了多項(xiàng)全球設(shè)計(jì)首創(chuàng)，刷新了世界電網(wǎng)技術(shù)的新高度，開(kāi)啟了特高壓輸電技術(shù)發(fā)展的新紀(jì)元。
數(shù)字賦能給工地裝上“智慧大腦”
建設(shè)實(shí)現(xiàn)了“大、云、物、移、智”的結(jié)合
“很多任務(wù)都是第一次接觸，只能一點(diǎn)點(diǎn)探索。”在昌吉換流站，承建單位安徽電建二公司項(xiàng)目經(jīng)理胡寶說(shuō)。據(jù)他介紹，昌吉換流站全站設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)以千計(jì)，大型電氣設(shè)備有上千臺(tái)，電纜、光纖數(shù)以十萬(wàn)計(jì)，±1100千伏直流穿墻套管、高端變壓器、換流閥等諸多設(shè)備皆是世界首套、首臺(tái)，施工組織、技術(shù)方案均沒(méi)有可參照的經(jīng)驗(yàn)。
“昌吉換流站地處新疆沙漠荒地，地基土鹽漬化普遍，地下水位對(duì)混凝土腐蝕性強(qiáng)，建設(shè)伊始便遇到了難題?！卑不针娊ǘ卷?xiàng)目總工宋升勇說(shuō)。在反復(fù)查閱資料，與業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)院、施工班組多次討論后，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)提出了采用瀝青、素混凝土“雙墊層”的方法，既防止了基礎(chǔ)底面被腐蝕的可能，又避免了基礎(chǔ)鋼筋的安裝問(wèn)題，為工程順利推進(jìn)邁出了關(guān)鍵的第一步。
與此同時(shí)，同在該換流站施工的天津電建施工團(tuán)隊(duì)，在50多攝氏度的高溫和零下40多攝氏度的嚴(yán)寒中奮戰(zhàn)，保持了施工現(xiàn)場(chǎng)的安全、質(zhì)量、進(jìn)度始終可控在控，各指標(biāo)均符合相關(guān)要求。
“通過(guò)使用自主研制的‘智能工作牌’‘大型施工機(jī)具GPS定位系統(tǒng)’‘微氣象站’等科技成果，準(zhǔn)東—皖南工程創(chuàng)新開(kāi)展了‘智慧工地’構(gòu)建，將工程建設(shè)與大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)端、智慧城市等手段結(jié)合了起來(lái)?！痹诠湃獡Q流站，安徽電建一公司項(xiàng)目經(jīng)理任銀漢介紹，所有設(shè)備運(yùn)行狀況都可以通過(guò)視頻監(jiān)控調(diào)節(jié)，還可以30倍變焦查看局部細(xì)節(jié)。
“我們積極研究臨建工程、構(gòu)架基礎(chǔ)、35千伏站用電室及500千伏GIS室中的BIM技術(shù)應(yīng)用，并利用三維信息模型，現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工與交底，提高了出圖效率，節(jié)省了材料及人力，控制了成本。”安徽電建一公司BIM工作室組員殷仁俊表示，大到林林密密的鋼筋綁扎，上千道模板交接縫的拼接，小到每顆螺絲釘?shù)陌惭b考究，古泉換流站涉及了電氣工程領(lǐng)域所有五大專(zhuān)業(yè)的前沿研究成果，是新技術(shù)的一次全面“亮相”。
在變電站最重要、最關(guān)鍵設(shè)備之一——電抗器基礎(chǔ)埋件的施工中，安徽電建一公司還成立了QC攻關(guān)小組，攻關(guān)調(diào)整優(yōu)化方案，極大減少了施工誤差，一次合格率超過(guò)97%，獲得2018年全國(guó)電力建設(shè)優(yōu)秀質(zhì)量管理QC成果獎(jiǎng)。
核心研發(fā)實(shí)現(xiàn)“中國(guó)創(chuàng)造”
工程在關(guān)鍵技術(shù)研究和關(guān)鍵設(shè)備研制中取得突破
“超大容量、超遠(yuǎn)距離、更低損耗，準(zhǔn)東—皖南工程已經(jīng)達(dá)到很多設(shè)備的設(shè)計(jì)極限，一切都要重新開(kāi)始?！北本┰O(shè)備公司±1100千伏平波電抗器負(fù)責(zé)人張?jiān)氯A說(shuō)。
作為這項(xiàng)“世界四最”工程的裝備供應(yīng)商，以北京設(shè)備公司為代表的中國(guó)能建6家裝備制造企業(yè)，深入開(kāi)展相關(guān)設(shè)備研制工作，在關(guān)鍵技術(shù)研究和關(guān)鍵設(shè)備研制中取得了重大突破。
借鑒±800千伏平波電抗器的研制經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了±1100千伏平波電抗器多段圓弧狀非閉合均壓屏蔽環(huán)，掌握了更高電壓等級(jí)的屏蔽技術(shù)；設(shè)計(jì)出±1100千伏平波電抗器的最佳外形比例，開(kāi)發(fā)出單股直徑更小的1.8毫米扁型全絕緣換位鋁導(dǎo)線(xiàn)，降低了整體損耗，減少了設(shè)備整體尺寸和重量的增加值；提出了能夠耐受八級(jí)地震的支撐體系結(jié)構(gòu)，使重量增大后的±1100千伏平波電抗器能夠滿(mǎn)足穩(wěn)定運(yùn)行的要求；制作了模擬線(xiàn)圈，解決了絕緣水平提升后，±1100千伏平波電抗器凈空間隙問(wèn)題……北京設(shè)備公司±1100千伏平波電抗器的研制之路，充滿(mǎn)了汗水與艱辛，也閃耀著光榮與夢(mèng)想。
技術(shù)研發(fā)一環(huán)扣著一環(huán)，創(chuàng)新突破一個(gè)接著一個(gè)，準(zhǔn)東—皖南工程的投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)全面掌握了世界最高電壓等級(jí)輸電的核心技術(shù)，進(jìn)一步增強(qiáng)了在電網(wǎng)技術(shù)和電工裝備制造領(lǐng)域的國(guó)際影響力與核心競(jìng)爭(zhēng)力。協(xié)同經(jīng)營(yíng)，發(fā)揮全產(chǎn)業(yè)鏈一體化優(yōu)勢(shì)參建準(zhǔn)東—皖南工程，中國(guó)能建為特高壓輸電技術(shù)在世界范圍內(nèi)更廣泛的應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)，也向?qū)崿F(xiàn)更高質(zhì)量、更有效率、更可持續(xù)的發(fā)展，基本建成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力工程公司的戰(zhàn)略目標(biāo)更進(jìn)一步。
