在珠三角西北的廣東省惠州市龍門縣龍潭鎮，一條“西電東送”能源大動脈正蜿蜒而來，這就是世界首個±800千伏特高壓多端柔性直流工程——烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端直流示范工程（以下簡稱“昆柳龍直流工程”）。這一世界首條特高壓多端柔性直流輸電“高速路”，一舉創造了17項世界第一。

它西起云南昆北換流站，橫跨云南、貴州、廣西、廣東四省區，分別送電到廣西柳北換流站和廣東龍門換流站。由中國能建廣東院（以下簡稱“廣東院”）負責勘察設計的±800千伏龍門換流站（以下簡稱“龍門換流站”）正是工程的受端，建設任務重要：既承擔著大容量、遠距離、特高壓、多端直流的“西電東送”重任，也肩負著電力行業重大科技創新的示范重任——來自1452公里之外的清潔水電，將通過它注入粵港澳大灣區，迸發出綠色動能。

7月31日，龍門換流站雙極低端順利投產，標志著昆柳龍直流工程實現階段性投產。

新技術、新設備，實現12項世界首創

在建設過程中，廣東院全力攻關特高壓柔性直流、多端混合直流等世界級技術難題，打造世界特高壓柔性直流輸電標桿工程。

龍門換流站需消納烏東德水電站約50%的電量。廣東院設計團隊從系統設計上下功夫，從節約資源、工程可實施與科技創新等角度出發，在充分對比論證后，提出了龍門換流站采用柔性直流輸電技術方案。

與常規特高壓直流相比，特高壓柔性直流輸電經濟性與環保性更加明顯，不僅可以減少能源消耗，大幅降低新能源發電輸送系統的整體成本，還可以將清潔能源輸送得更遠、更平穩。

“龍門換流站采用了特高壓柔性直流輸電技術，不僅為云南清潔水電開發外送提供了強有力的技術支撐，也有助于解決粵港澳大灣區多直流集中落點帶來的受端電網風險問題，可以進一步提升電網運行的安全穩定性。”廣東院資深專家鐘杰峰介紹道。

與此同時，廣東院設計團隊經過持續的方案論證和調整優化，創新換流站主接線和總平面布置等設計方案，使特高壓柔性直流換流站從藍圖走向實景：世界首套特高壓三端混合直流輸電協調控制系統、柔直變故障快速跳閘技術和全封閉柔直閥廳的智能巡檢系統等，為換流站的主設備安全運行保駕護航。

新技術和新設備的大量應用，使龍門換流站集最先進、最復雜的電網技術于一體，并取得12項世界首創：世界電壓等級最高、容量最大的柔性直流換流站；采用世界容量最大的柔性直流換流閥（±800千伏/5000兆瓦），柔性直流換流器功率模塊數量達5184個，為世界最多；世界首個具備架空線路故障自清除及再啟動能力的柔性直流換流站，可以高速再啟動；世界首次實現了特高壓混合直流系統單閥組、單站在線投退，克服了混合橋閥組直流短接充電和零壓大電流運行難題；世界首次實現了交流故障下多端柔性直流穩定運行，達到交流故障全穿越；采用世界最大的直流輸電閥廳；世界首次應用多端混合直流輸電控制保護策略；世界首次應用集成紫外、紅外及可見光的三光融合特高壓全封閉柔直閥廳智能巡檢系統……

更穩定、更高效，換流站“心臟”更強大

換流閥相當于整個換流站的“心臟”，可將遠距離輸送過來的直流電轉換為日常使用的交流電，龍門換流站柔直換流閥比常規直流換流閥更穩定、更高效。

“常規直流換流閥工作時需要大交流電網的支持，在換相失敗故障情況下還會拖累交流電網。柔性直流換流閥則像一個友好和善的能者，不但能適應強、弱電網各種情況，還可以反過來給交流電網提供支持。”廣東院龍門換流站項目設總關沛舉了一個形象的例子。

據了解，這也是世界首個特高壓柔性直流換流閥，采用的換流閥功率模塊在容量與可靠性上均為世界之最，其故障隔離設計方式也為世界首創。

閥廳作為放置換流閥的封閉建筑,其工程技術和工藝質量也有著更高的要求。“閥廳內要布置龐大的換流閥，電氣工藝布置十分復雜，設計施工需要保證工藝流程和電氣凈距。”廣東院變電土建室主任工程師張肖峰說，“閥廳頂部還要懸掛電氣和起重設備，對屋蓋結構的承載力和變形性能要求十分嚴格。”

為滿足換流站高標準的閥廳建設要求，自可研階段開始，廣東院便組織技術骨干成立了攻關研究團隊，針對空間網架、空間管桁架等大跨度結構體系深入研究。在多輪次方案比選論證后，確定了閥廳屋蓋采用自重輕、剛度大、承載力高、安裝方便、經濟性好的三層正放四角錐空間網架結構體系。

為保證工藝流程及電氣凈距，龍門換流站內設有高端閥廳和低端閥廳各2座，單個面積為5500-7700平方米，凈空高度為22.0-33.5米。高端閥廳總高44米，平面呈長寬均約90米的矩形，比一個足球場還要大。“閥廳的最大跨度達86.5米，創下了我國電網建設史上的跨度之最。”張肖峰說。

更自主、更智慧，數字化愿景照進現實

隨著網絡基礎設施建設、大數據發展和應用，以及數字經濟的發展，廣東院提出了“技術賦能、數字工程、智慧服務”的數字化建設愿景，并將數字化手段廣泛應用在龍門換流站的建設過程中。

龍門換流站工程規模大、技術要求高，4個柔直閥廳布置尤為復雜。每個閥廳內需布置192個閥塔基礎，以及眾多空調、閥冷水、閥控光纖管道，管溝與基礎密布交錯。地面一字排開的換流閥塔近16米高，閥廳頂部還要懸掛避雷器、互感器、管母等電氣設備及起重設備，上、中、下三層工藝和設備猶如一座立體迷宮。

“針對現場實際和技術特點，我們全面發揮自主研發的三維協同設計平臺優勢，在工程中深入開展三維數字化設計，采用三維數字化方式為設計方案賦能，高質量完成了閥廳地下管溝設計和碰撞檢查、電氣安全凈距校驗、鋼結構精細化及設計交底模式優化等設計工作。龍門換流站全站地上和地下均實現三維設計，為現場施工和信息化管理提供了三維可視化支持。”廣東院負責數字化技術工作的副總工程師廖毅表示。

與此同時，借助三維數字化具有的信息一致性和可視化優勢，設計團隊與各參建單位密切合作，高效協同，使工程全方位煥發數字化設計技術帶來的新活力。

此外，廣東院還承擔了昆柳龍直流工程廣東段線路的設計工作。該段直流線路全長283公里，新建鐵塔575基，采用昆柳龍直流與新東直流互換路徑、垂直排列等方案，實現了提高線路可靠性與壓縮線路走廊的新突破。昆柳龍直流工程線路已于5月14日實現全線貫通。

“昆柳龍直流工程昆北-龍門雙極低端提前順利投產，標志著世界首個能承受±800千伏特高壓的柔直換流閥已在工程中成功研制出來，并在龍門換流站正常運行。常規直流和柔性直流混合系統的功能性通過驗證，將為新能源送出和解決多直流集中落點帶來的受端電網風險問題起到示范作用。”廣東院副總工程師馮曉東說。（劉軍偉 郭金川 彭冠炎 石驍 王學軍）