三峽如東海（hǎi）上（shàng）換流站進點導管架安裝完畢 中國三峽（xiá）新能源（yuán）(集團)股份有限公司供圖
110萬千瓦
建（jiàn）成後，換流站將負（fù）責匯集輸出三峽如東H6、H10項目(共80萬千瓦（wǎ）)以及（jí）中廣核如東H8項目(30萬千瓦)總計110萬千瓦（wǎ）容量生產的（de）電能，可有效解決海上風電場大容量、遠（yuǎn）距離輸電問題。
近日（rì），在江蘇如東黃（huáng）沙洋海域，重達2.2萬噸的三峽如東柔性直流輸電工程海上（shàng）換流站在駁船的托舉下，完成與導管（guǎn）架（jià）的（de）毫（háo）米級精準對接，標誌著世界（jiè）最大、亞（yà）洲首座海（hǎi）上換流站順利完成安裝（zhuāng）。
三峽如東柔（róu）性直流輸（shū）電工（gōng）程海上換流站由三峽集團聯合產（chǎn）業鏈相關單位（wèi）協同攻（gōng）關，完成建設任務。該換（huàn）流站是目前世界容量最大、電壓等級最高、體積最大的海上換（huàn）流（liú）站。建成後，它將負責匯集輸出三峽如東H6、H10項目(共80萬千瓦)以及中廣核如東H8項目（mù）(30萬千瓦)總（zǒng）計110萬千瓦容（róng）量生產的電能，可有效（xiào）解決海上風電場大容量、遠距離輸電問（wèn）題。
巧借潮汐力，海上“築高樓”
一幢相當於15層樓高的“鋼鐵巨屋”，由江（jiāng）向海，鳴笛啟航（háng）。這是三峽如東海上換流站從（cóng）江蘇南通長江岸邊出發時的場景，3天後“鋼鐵巨屋”抵達黃海海（hǎi）域，並進行安裝。10天後，安裝完成。
三峽如（rú）東海上換（huàn）流站平麵麵積接近一個標準足球場，高度約等於15層（céng）居民樓，重量接近10個響水海上升壓站，是名副其實的“大塊頭”。因目前世界最大吊裝能力的起重船為1.2萬噸，傳統浮吊安裝模式無法滿足該換流站約2.2萬噸的吊裝重量要求，三峽集團組織各參建單位組成項目團隊，創新使用浮托法進行海上換流站安裝(以下簡稱浮托安裝)。
海上換流站浮托安裝技術經理倫燦章告訴科技日報記者，浮托安裝分為陸地建造與海上安裝兩個階段。在陸地建造（zào）階段，采用甲板支撐框架(DSF)將上部模塊架高;在海上安裝階段時，通過駁船壓載（zǎi），將上部模塊（kuài）下放至導管架上，在此過程中，通（tōng）過樁腿耦合緩衝裝置(LMU)吸收組塊與導管架之間的（de）碰（pèng）撞力，完成安裝任務。
“所謂水漲（zhǎng）船高，自然潮汐可謂是浮托（tuō）安（ān）裝的得（dé）力（lì）助手（shǒu）。”倫燦章（zhāng）形象地解釋道，漲潮時水位會（huì）上升，此時運輸船拖載海上“巨星”駛入（rù）導管架（jià）所在位置，通過（guò）落潮時水位的下降，助（zhù）力海上“巨星”與導（dǎo）管架精準對接，讓換流站這個“大塊頭”穩穩“坐”在導管架（jià）上，最（zuì）終（zhōng）實現海上“巨星”在深（shēn）海區的安家落（luò）戶。
浮托安裝對海況條件要求極高（gāo），為尋找精準的（de）浮（fú）托安裝窗口（kǒu）期，確保風浪（làng）流（liú）等（děng）環境數據均在浮托安裝（zhuāng）設計值內，現場團隊根據多個定點氣（qì）象預報的相互驗證，最終（zhōng）將浮（fú）托安裝時（shí）間（jiān）定在7月18日。除此之外，項目團隊在摸清施工海域（yù）環境、建立施工路徑氣（qì）象預報（bào）機製、識別施工（gōng）風險並（bìng）製定應急預案的基礎上，克服作業窗口期短、海況多變等挑戰，順利完成（chéng）海（hǎi）上換流站（zhàn）安裝。
攻克技術難題,填補海（hǎi）洋工程技術空白
三峽（xiá）集團江蘇如東項目在建設過程中攻（gōng）克了換流站建造、直流海纜研發等多（duō）項重大技術難題，主要（yào）電氣設備均（jun1）采（cǎi）用國產品牌，填補了國內海洋工程領域多個（gè）技術空白，同時也推動了國內相關製造行業的進步。
根據三峽如東海上換流站效果示意（yì）圖，記者了解到，換流站由上部模塊和下部導管架兩部分組成。上部模塊為一座6層鋼結構建築，總重約2.2萬噸;下部導管架采用分體式導管（guǎn）架，兩片導管架（jià）間距（jù）62米，通過12根鋼管樁（zhuāng）固定在海床上，總重約8900噸。
在上部6層鋼結構建築中，每層均布置相應的設備房室。三峽能源江蘇分公司總工程師劉宇告（gào）訴科技日（rì）報記者（zhě），換流站內海陸換流站聯接變、電抗器、站用變等主要電氣設備均采用國產（chǎn）品牌。除此以外，可關斷器件(IGBT)作為柔性直流技術的核心部件，長期以（yǐ）來被國外壟斷，三（sān）峽如東項目首次批量使用國產IGBT部件，實現海（hǎi）上風電主（zhǔ）電氣設備的自主可控（kòng）。
三峽如東海上換（huàn）流站下部導管架（jià）基礎是目前國內建（jiàn）造的最大體量海上風電導管架。導管架采用分體式桁架結構，其精準定（dìng）位對海況要求、施工（gōng）工（gōng）藝要求（qiú）均極高。在經過（guò）數（shù）種施工方案比選、數輪專家評審後，最終選用“擱置平台精確定位安放”創新施工工藝，實現了施工偏差遠小於設計要求的目標。
此外，海上換流站上部組塊具有重量重、體積大等特點，加之海上換流站內部換流（liú）閥、電抗器等電（diàn）氣設備對（duì）於振動、加速度、傾角等參數敏感，導致海上換流站上部組塊搭載（zǎi）建（jiàn）造、滑移上船、海上運輸安（ān）裝難度增大。為了（le）克服（fú）這些（xiē）困難，三峽集團牽（qiān）頭各參（cān）建單位通過多輪結構設計優化、設備抗震仿真設計優化、浮托安裝穩性設計優化等（děng）方式，高效解決（jué）、預（yù）防了相關問題，實現換流（liú）站的順利（lì）安裝。
柔性輸電，解鎖（suǒ）海（hǎi）上風電新技術
隨著（zhe）海上風（fēng）電開發程度（dù）的不（bú）斷提高，風電場離岸距離越來（lái）越遠，遠距離海上（shàng）輸電成為關鍵製約因素。三峽如東柔性直流輸電工程是亞洲地（dì）區首次將柔性（xìng）直流輸（shū）電技術運用於海上風電（diàn）的項目，其±400千伏電壓等級成（chéng）套設計與應用更是創新突破。
高壓直流輸電須通過換流站來實現交直流之間的變化。到（dào）目前為止（zhǐ），高壓直流輸電技術已經曆了3次技術上的革新，革（gé）新主要體現在其所組成換流器的基本元件發（fā）生了革命性的重大突破（pò）。三峽（xiá）能源江蘇分公司總經理劉兵向科技日報記者進一（yī）步解釋道，基於電壓源型全控性換流器技術的直流輸電方式，被稱為是柔性直流輸電，也是第三代（dài）直（zhí）流輸電技（jì）術。
柔性直流輸電（diàn）中（zhōng）的換（huàn）流器（qì）為電壓源換流器（qì）(VSC)，其最大的特（tè）點在於采用了可關斷器件(通常為IGBT)和高頻（pín）調製技術。通過調（diào）節換流器出口電壓的幅值和與係統電壓（yā）之間的功角差，可以獨立地控製輸出的有功功率和無功功率。這樣，通（tōng）過對兩端換流站的控製，就可以實（shí）現兩個交流網絡之間有功功率的相（xiàng）互傳送，同（tóng）時兩端換流站還（hái）可以獨立調節（jiē）各自所吸收或發出的無（wú）功功率，從而對所（suǒ）聯的交流係統給（gěi）予無功支撐。
“柔性直流輸電技術作為目前世界上最前沿的（de）輸電技術，解決（jué）了當前交直流輸電技術麵臨的諸多問題。”劉（liú）兵表示，和傳統電流源型直流相比，柔性直流對電壓、頻率的控製更加靈活，就像一個完（wán）全可控的水泵，能夠精準控製（zhì）水流的方向、速度（dù）和流量，使水庫水位更加平穩，河（hé）流被截停的幾率也大幅下降。
因此，柔性直流輸電技術（shù）特別適合應用於長距離的跨海（hǎi）電纜送電、可再生能源（yuán）並網、分布式發電並網、孤島供電(黑啟動)、異步（bù）交流電網互聯等領域。
“遠海海上風電即將成為未來海上風電項目開發的（de）聚焦點。柔性（xìng）直流輸電技術將遠海的電能匯聚並轉換（huàn）為（wéi）損（sǔn）耗更低的（de）直流電，然後通過海纜輸送至陸上，能有（yǒu）效彌補傳統（tǒng）長距離交流輸（shū）電存（cún）在的不足，相比傳統交流輸電更具有技術（shù）經濟性。”劉兵說（shuō）。
來源：科（kē）技日報記（jì）者 何 亮
