柔性直流培訓(xùn)課程體系開發(fā)

宋志明

（國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250002）

0 引言

在“一帶一路”大力推進(jìn)和“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”快速推廣的趨勢(shì)下，新能源開發(fā)和應(yīng)用迅速發(fā)展，連接分布式新能源的主要方式——柔性直流工程得以快速建設(shè)。隨著柔性直流輸電技術(shù)的日漸成熟，應(yīng)用工程日漸增多，面向柔性直流工程的技術(shù)培訓(xùn)需求亟待滿足。

國(guó)網(wǎng)技術(shù)學(xué)院換流站運(yùn)維專業(yè)目前已依托現(xiàn)有±660 kV混合仿真培訓(xùn)系統(tǒng)以及±800 kV特高壓直流數(shù)字仿真培訓(xùn)系統(tǒng)開展了直流特高壓培訓(xùn)，而柔性直流培訓(xùn)還沒有形成完善的課程體系，進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)技術(shù)研究和課程體系開發(fā)，將會(huì)為學(xué)院開展直流培訓(xùn)搶占先機(jī)。

1 特高壓環(huán)境中的柔性直流

2017年伴隨著“五直”和榆橫-濰坊、錫盟-勝利“兩交”特高壓工程投產(chǎn)，國(guó)家電網(wǎng)公司互聯(lián)電網(wǎng)已經(jīng)形成7大直流群，其中送端形成3大直流群，受端形成4大直流群，直流群輸電容量達(dá)到1 600～2 820萬(wàn)kV，特高壓直流覆蓋了華東、華中、華北、東北、西北、西南6個(gè)區(qū)域電網(wǎng)，直接與15個(gè)省網(wǎng)相連。更加緊密的電網(wǎng)耦合關(guān)系進(jìn)一步凸顯了“強(qiáng)直弱交”的電網(wǎng)交直流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)性矛盾，這一矛盾的結(jié)果是交流系統(tǒng)中即使不是很大的電壓擾動(dòng)都可能造成逆變側(cè)換向失?。?］，連鎖反應(yīng)后大量功率出現(xiàn)跨區(qū)轉(zhuǎn)移。

柔性直流以其全控型換流器件實(shí)現(xiàn)電壓和相位兩個(gè)自由度的控制［2］，不僅在換流站逆變側(cè)沒有換向失?。?－4］，還可以實(shí)現(xiàn)直流工程的無(wú)功補(bǔ)償［4］，穩(wěn)定交流母線電壓［5］。除此之外，柔性直流還有可以實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)、諧波水平低、適合構(gòu)建多端直流、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。因此在光伏太陽(yáng)能、風(fēng)電等分布電源的接入，海島送電、區(qū)域聯(lián)網(wǎng)、改善常規(guī)直流工程性能［4］等方面將得到廣泛的應(yīng)用。目前已經(jīng)建成的柔性直流工程有舟山多端直流、廈門柔性直流、南澳柔性直流、云南魯西柔性直流等［4］，即將建設(shè)的工程有張北工程、渝鄂背靠背工程、葛南柔性直流改造等。

2 柔性直流培訓(xùn)調(diào)研

為充分結(jié)合實(shí)際，滿足受培單位的培訓(xùn)需求，達(dá)到培訓(xùn)目標(biāo)，收到良好的培訓(xùn)效果，培訓(xùn)體系開發(fā)前將依次對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)備生產(chǎn)廠家、科研單位進(jìn)行調(diào)研，收集受培單位與人員的培訓(xùn)信息和培訓(xùn)需求，建立培訓(xùn)資源庫(kù)，構(gòu)建培訓(xùn)框架，形成完善的培訓(xùn)流程。

2.1 收集柔性直流換流站人員專業(yè)培訓(xùn)需求

主要包括兩大部分，第一部分是受培人員個(gè)人信息，主要用于了解學(xué)員的基本狀況。學(xué)歷、所學(xué)專業(yè)、工作崗位、工作年限與經(jīng)歷等，以便于安排適合的內(nèi)容。第二部分是單位對(duì)受培人員的培訓(xùn)需求，即應(yīng)學(xué)會(huì)哪些，掌握哪些，哪些能力得到提升等。

2.2 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研柔性直流應(yīng)用現(xiàn)狀

了解柔性直流換流站運(yùn)行規(guī)程、設(shè)備運(yùn)行工況、換流站運(yùn)行操作、檢修維護(hù)、典型故障案例分析、換流站安全管理、換流站生產(chǎn)管理制度和故障管理等內(nèi)容。

2.3 科研單位調(diào)研核心技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)

了解柔性直流的發(fā)展與挑戰(zhàn)、柔性直流基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵核心技術(shù)、關(guān)鍵核心部件的研制、柔性直流在電力系統(tǒng)中的作用等。

3 柔性直流培訓(xùn)課程體系開發(fā)

培訓(xùn)課程體系開發(fā)流程如圖1所示，調(diào)研材料經(jīng)過直流培訓(xùn)師消化吸收形成具有針對(duì)性的培訓(xùn)能力，結(jié)合培訓(xùn)規(guī)范，開發(fā)出柔性直流培訓(xùn)課程體系。課程體系包括培訓(xùn)課程和培訓(xùn)方案。

圖1 培訓(xùn)課程體系開發(fā)流程

3.1 培訓(xùn)課程

依照培訓(xùn)人員工作性質(zhì)不同，柔性直流培訓(xùn)課程可分為兩大類型，第一類是柔性直流換流站生產(chǎn)籌備人員培訓(xùn)課程與柔性直流換流站生產(chǎn)崗位人員培訓(xùn)課程。第二類是其他直流人員培訓(xùn)課程。

第一類人員需要詳細(xì)專業(yè)培訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)，內(nèi)容詳盡。第二類人員屬于了解和開闊眼界，僅為概述和簡(jiǎn)介。

根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工作要求，柔性直流培訓(xùn)課程主要內(nèi)容設(shè)置為基本知識(shí)、基本技能和管理制度三大部分。

基本知識(shí)是對(duì)柔性直流系統(tǒng)的總體介紹，其內(nèi)容主要有柔性直流輸電的發(fā)展歷史，柔性直流輸電的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，柔性直流輸電的發(fā)展趨勢(shì)以及當(dāng)前柔性直流工程的應(yīng)用情況等。

基本技能是對(duì)柔性直流系統(tǒng)的操作，包括運(yùn)維巡視、運(yùn)維操作、故障處理等。

管理制度是對(duì)柔性直流系統(tǒng)的監(jiān)管，包括對(duì)換流站人員的管理、設(shè)備管理、運(yùn)行管理和技術(shù)管理等。

3.2 培訓(xùn)方案

柔性直流培訓(xùn)方案是依據(jù)培訓(xùn)調(diào)研，將培訓(xùn)課程、培訓(xùn)師資、培訓(xùn)設(shè)施等合理地結(jié)合起來，確定了培訓(xùn)目標(biāo)、培訓(xùn)形式、考核方式等具體元素，一個(gè)完善的可以用于執(zhí)行的培訓(xùn)文件。

對(duì)于柔性直流換流站生產(chǎn)籌備人員培訓(xùn)目標(biāo)分為3部分：

1）了解柔性直流發(fā)展概況和前沿技術(shù)；掌握柔性直流換流閥基本知識(shí)、柔性直流基本工作原理；掌握系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、主要運(yùn)行方式、控制方式等；掌握柔性直流換流站一次設(shè)備及直流控保系統(tǒng)作用、結(jié)構(gòu)、特性、功能等專業(yè)知識(shí)；了解換流站輔助系統(tǒng)及其回路等專業(yè)知識(shí)；掌握國(guó)家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程、換流站管理規(guī)定和國(guó)家電網(wǎng)公司員工獎(jiǎng)懲條例。

2）掌握柔性直流換流站直流系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視、換流站設(shè)備巡視與維護(hù)的基本技能；掌握柔性直流換流站倒閘操作，如負(fù)荷升降操作、運(yùn)行方式的切換、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換等操作；掌握柔性直流換流站輔助設(shè)備運(yùn)維操作，如閥冷系統(tǒng)投退操作、暖通系統(tǒng)投退操作等；掌握直流換流站管理規(guī)定、換流站運(yùn)行規(guī)程以及其他規(guī)程規(guī)定。

3）掌握換流站各項(xiàng)反故障措施；了解柔性直流系統(tǒng)故障類型并掌握相關(guān)事故處理技能；掌握生產(chǎn)事故和安全事故調(diào)查規(guī)程等相關(guān)規(guī)定。

4 培訓(xùn)課程體系結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖

以結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖的形式將柔性直流培訓(xùn)課程以流程圖表現(xiàn)出來，結(jié)構(gòu)清晰，一目了然，如圖2所示。

圖2 培訓(xùn)課程體系結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖

課程結(jié)構(gòu)導(dǎo)圖將培訓(xùn)課程分為7個(gè)步驟，其中①②為基礎(chǔ)理論。③④⑤為設(shè)備介紹，③柔性直流換流站一次設(shè)備，包括具體的6種設(shè)備，編號(hào)為31-36；④柔性直流換流站二次設(shè)備，包括具體的3種設(shè)備，編號(hào)為41-43，控制系統(tǒng)包括閥控和換流站控制，通信監(jiān)控系統(tǒng)包括OWS、信息管理子站、SCADA系統(tǒng)及通信遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)等；⑤輔助設(shè)備，包括具體的5種設(shè)備，編號(hào)為51-55。編號(hào)⑥為技能類操作，包括具體的5種類型的技能操作，編號(hào)為61-65。⑦⑧兩項(xiàng)為故障管理制度與故障分析。⑨培訓(xùn)考核，可以采用兩種考核形式理論筆試、技能比武。

從課程性質(zhì)上分，將培訓(xùn)課程分為知識(shí)、技能和制度3部分，制度又分為通用制度和專項(xiàng)技能類制度?！栋踩ぷ饕?guī)程》《國(guó)家電網(wǎng)公司員工獎(jiǎng)懲條例》屬于通用制度，對(duì)所有專業(yè)均適用。《換流站管理規(guī)定》是換流站人員行為和設(shè)備管理。

《國(guó)家電網(wǎng)公司直流換流站運(yùn)維管理規(guī)定》和《換流站運(yùn)行規(guī)定》是針對(duì)換流站設(shè)備運(yùn)行、巡視、操作、維護(hù)等行為的規(guī)范性管理文件，屬于技能類制度?！斗乐怪绷鲹Q流站單、雙極強(qiáng)迫停運(yùn)21項(xiàng)反事故措施》《國(guó)家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》《國(guó)家電網(wǎng)公司電力生產(chǎn)事故調(diào)查規(guī)程》《國(guó)家電網(wǎng)公司安全事故調(diào)查規(guī)程》《國(guó)家電網(wǎng)公司關(guān)于印發(fā)防止變電站全停十六項(xiàng)措施》屬于故障管理文件，與換流站故障分析配合學(xué)習(xí)。

5 結(jié)論

柔性直流培訓(xùn)是特高壓緊缺型人才新技術(shù)培訓(xùn)，是緊跟直流輸電技術(shù)發(fā)展前沿的專業(yè)培訓(xùn)。培訓(xùn)內(nèi)容技術(shù)含量高，實(shí)施難度大。本培訓(xùn)課程體系從知識(shí)、技能和制度3個(gè)方面著手，將柔性直流現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)內(nèi)容與各項(xiàng)規(guī)章制度結(jié)合起來進(jìn)行培訓(xùn)，克服了傳統(tǒng)培訓(xùn)的局限性，必將產(chǎn)生良好的培訓(xùn)效果。

［1］ 鄭超.直流逆變端擾動(dòng)對(duì)整流端影響機(jī)制及應(yīng)對(duì)措施［J］.中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2016，36 （7）：1817-1827.

［2］ 徐政.柔性直流輸電系統(tǒng)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2012：7-9.

［3］ 李巖，羅雨，許樹楷，等.柔性直流輸電技術(shù)：應(yīng)用、進(jìn)步與期望［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2015，9（1）：7-13.

［4］ 馬為民，吳方劼，楊一鳴，等.柔性直流輸電技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用前景分析［J］.高電壓技術(shù)，2014，40（8）：2429-2439.

［5］ 徐政，唐庚，黃弘揚(yáng)，等.消解多直流饋入問題的兩種新技術(shù)［J］.南方電網(wǎng)技術(shù)，2013，7（1）：6-14.