中国力量 | 西电东送:能源动脉架起多赢桥梁

读特特派记者 周国和 方慕冰/文 李伟文 刘奥/图
2019-09-30 08:06
摘要

国家西电东送重点工程——四川锦屏至江苏苏州特高压输电工程2012年12月正式投入运行,近7年来,输送的清洁电力已经达到2232亿千瓦时,相当于减少燃煤1亿吨,减排二氧化碳2亿吨


“国家西电东送重点工程——四川锦屏至江苏苏州特高压输电工程2012年12月正式投入运行,近7年来,输送的清洁电力已经达到2232亿千瓦时,相当于减少燃煤1亿吨,减排二氧化碳2亿吨。”近日,国网江苏省电力有限公司发展部副主任程亮在南京接受深圳特区报特派记者采访时表示,锦苏工程作为当时世界最大特高压输电工程,投入运行以来,既满足了江苏经济社会发展的需要,又有力缓解东部经济发达地区的环保压力。

特高压输电线路雄姿

西电东送为什么被称为国家新世纪四大工程之一?为什么采用特高压线路?工程难度有多大?它如何使资源丰富的西部和能源欠缺的东部实现双赢?带着这些问题,深圳特区报特派记者来到锦苏工程的最后一站苏州换流站进行实地采访,并走访国网江苏省电力有限公司和相关部门。

西电东送工程是国家新世纪四大工程之一,也是西部大开发的标志性工程

我国煤炭资源主要分布在西部和北部地区,水能资源主要集中在西南地区,东部地区能源资源匮乏、用电负荷相对集中。能源资源与电力负荷分布的不均衡决定了西电东送的必要性。

据悉,西部地区水电、光伏、风电等资源非常丰富,西南地区是我国最大的水电基地,“五江一河”(金沙江、雅砻江、澜沧江、怒江、雅鲁藏布江、大渡河)有着丰富的水电资源。目前,四川水电开发接近50%,西藏基本上没有开发,雅鲁藏布江、澜沧江、怒江上游都还没有开发。水电资源开发减少了对火电、燃煤的依赖。因此,要建设特高压,让东部地区能享有西部优质的风电、水电、光伏资源。对西部而言,把它的资源优势转化为经济优势,对东部而言,发展经济的同时,又能使用清洁能源,保持蓝天白天。

按照国家规划,西电东送工程将形成三大通道:一是将贵州乌江、云南澜沧江和桂、滇、黔三省区交界处的南盘江、北盘江、红水河的水电资源以及黔、滇两省坑口火电厂的电能开发出来送往广东,形成南部西电东送通道。二是将三峡和金沙江干支流水电送往华东地区,形成中部西电东送通道。三是将黄河上游水电和山西、内蒙古坑口火电送往京津唐地区,形成北部西电东送通道。

可以说,西电东送就是把煤炭、水能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源,输送到电力紧缺的东部沿海地区。

“十五”期间,我国提出重点开发建设青藏铁路、南水北调、西气东输、西电东送四大工程,它们被称为“中国新世纪四大工程”。其中除南水北调工程外,其他三项也是西部大开发的重点工程。

±800千伏的直流特高压线路,输电能力大大提升

如何将能源资源大规模、远距离输送到目的地,成为西电东送的一道难题。

国网江苏省电力有限公司负责人介绍,采用特高压输电是目前世界上最常用的方法。特高压输电具有五大优势:可以提高输送容量,增大送电距离,降低线路损耗,节省工程投资,减少走廊面积。

在我国,特高压是指交流1000千伏及以上和正负800千伏及以上的电压等级,跟我国过去常用的220或500千伏输电相比,特高压具有输送能量更大、输送距离更远、损耗更低的优点。

特高压好比是高速公路,传统的500千伏和200千伏电网可以比作国道、省道,低压的配电网可以比作是县道、乡道。

一个同塔双回特高压交流输电通道,可以输送近1000万千瓦的电力,相当于现有500千伏直流电网输电能力的4到5倍,送电距离也是后者的3到4倍,效率大大提高。

此外,如果采用特高压线路输电,在同等输电能力下,可以比传统的500千伏超高压线路,节省60%的土地资源。

现在投运的锦苏工程采用±800千伏的直流特高压线路,输电距离之远也创造了世界之最。这条输电线路起始于四川西昌锦屏换流站,途经云南、重庆、湖南、湖北、浙江、安徽,一直到达江苏,途经8个省市,东至江苏苏州换流站,线路总长2059公里。工程承担着雅砻江流域官地、锦屏一、二级水电站和四川丰水期富余水电的送出任务。

锦苏工程采用±800千伏的直流特高压线路,输电距离之远也创造了世界之最。

这条工程的投资和施工有很多可圈可点的地方,额定输送功率达到720万千瓦,相当于目前全国负荷的大约1.5%,年输电量将高达360亿度,总投资220亿元。

可以说,锦苏工程是当时世界上输送电压最大、输送距离最远、输送容量最大的特高压直流工程,代表了世界直流输电技术的新高峰。

大胆创新采用多项新型技术,设备国产化率高

国网江苏省电力有限公司负责人告诉深圳特区报记者,从西部的崇山峻岭到华东平原大地,锦苏工程这条特高压输电线路,穿越了很多高海拔地区。由于地质条件复杂,跨高山、越大河、过草地,施工难度可想而知。尤其是无人区施工,施工人员经历了冰雪、暴雨、泥石流等诸多自然灾害的挑战,克服了无人区交通、生活极其不便等问题,依然全力以赴,按时完成工程建设任务。

据介绍,在输电过程中,工程师们大胆创新,采用多项新型技术。比如,输电导线直径超过4厘米,这种大截面的导线,是首次在特高压输电中使用。工程师大量采用国产化的设备,设备国产化率超过95%,进一步提升了我国输变电制造业的自主创新能力,国产化的水平也得到了检验。

锦苏工程首次实现由国内负责的特高压直流输电工程的成套设计,所有低端换流变压器完全由国内自主研制,首次应用国产化换流变压器直流套管。自主研制的±800千伏特高压直流输电工程换流阀具有完全自主知识产权,各项技术指标均达到国际先进水平,创造了特高压直流领域故障电流试验参数的最高纪录。

特高压输电技术稳步推进,将服务国家的节能减排战略

“锦苏工程建成后,年输电量可以达到360亿度,这个数字是什么概念呢?如果用火电来完成的话,相当于要在江苏建7个百万千瓦级的电厂。”国网江苏检修公司特高压中心苏州站站长郭涛告诉深圳特区报记者。

锦苏工程还大大减少了碳的排放。据国网苏州供电公司发展策划部党支部书记田强介绍,工程全面投运后,每年可向华东地区输送电量约360亿度,相当于节约原煤1680万吨,并减少排放二氧化碳3240万吨。对于解决四川电力“丰余枯缺”的结构性矛盾,满足东部地区经济社会持续发展用电需求,缓解日益严峻的生态环境问题,具有重大的综合效益。

我国的电力还有较大的发展空间,要提高资源运行能力。特高压输电技术稳步推进,将服务国家的节能减排战略。

早在上个世纪70、80年代,前苏联就开始了特高压输电工程的实践。国际工业界和学术界,对超过正负600千伏的特高压输电技术的研究,一直没有中断。主要工作集中在正负800千伏这一电压等级。1000千伏级输电技术的研究和开发,目前只有极少数国家掌握了特高压输电技术。这一技术已经成为衡量一个国家综合国力的重要标准。

我国的特高压技术研发,虽然从2006年开始起步,但目前已经在特高压理论创新、技术攻关、工程实践等方面取得了全面突破,在世界上率先掌握了特高压大容量输电系统集成、大电网运行控制等技术。我国已经成为世界首个,也是唯一一个成功掌握并实际运用这项尖端技术的国家。

如今,特高压技术用在“西电东送”方面,把新疆、四川等地的电输送到上海、华东地区,都陆续实现了。国家电网相关负责人表示,下一步,特高压技术不但在国内使用,甚至在构建全球能源互联网的时候,在洲与洲之间,洲际互联,洲内互联,都要使用这项技术,这项技术使用以后,不但能拉动我们国家经济的增长,在增加就业、扩大需求方面都会做出贡献。

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苏州换流站:3套系统保障安全运行

苏州换流站采用机器人每天定期自动检查换流变电设备工作状态。

走进苏州同里小镇,很难不注意到道路两旁的路灯上,有一块太阳能面板和一个风力发电装置——这些路灯被改造成了集风能与太阳能发电为一体的绿色能源载体。一系列绿色元素使得同里成为浓缩能源变革和绿色发展精华的“样板小镇”。预计至2020年,这个小镇的清洁能源利用量将占全镇能源消费总量近100%。

绿色低碳正逐渐渗透进苏州居民的生产生活中。这背后,不能忽视的,是西电东送重点工程锦苏特高压线路每天向苏州送来1.6亿千瓦时清洁水电。

国网苏州供电公司发展策划部党支部书记田强还记得从前的光景。“我们用电主要依靠500kV网架输送外来电源,以及沿江火电电厂发电。夏季用电高峰期,苏州电网电源紧张,经常需要限制用电。特别是一些用电需求量大的厂房,

经常需要被限停电。”田强说,一旦火电厂机组异常或者煤、气供应不足影响发电,限电范围进一步扩大,严重影响企业的正常生产和居民的生活用电。

电从远方来,来的是清洁电。这些清洁电已经安全输送到国网江苏检修公司特高压中心±800kV苏州换流站近7年。那么,作为苏州换流站,平时是如何运行的呢?

记者来到苏州换流站,见到了穿着灰色防护服正在巡检的站长郭涛。“安全送电是首要的,换流站设备不间断运行,我们也要24小时不间断维护,出现问题及时消缺,例如空调系统、设备接头的缺陷等,以保障安全稳定运行。”郭涛告诉记者,全站共有45名运维检修人员,因为工作时间长,都是上24小时休48小时的倒班模式。“这个项目重大,关系着国计民生,需要有重大责任心,一定要确保万无一失。目前,全站共有3套系统在保障着正常运行,如果其中一套系统故障时,另外两套系统是能够保障安全运行的。”

苏州换流站采用了智能化手段进行巡检。通体白色,有一双“黑眼睛”四轮智能巡检机器人大大缓解了工作人员的压力。“可以根据运维工作的需要,设置机器人每天巡检四次,每次巡检不同的区域。”

目前,苏州清洁能源使用比例已达三分之一,煤炭消耗和二氧化碳排放同比减少三分之一以上。田强告诉记者,发展特高压后,真正实现了“电从远方来”,深化了能源供应侧结构性改革,不断扩大区外清洁电力引入规模,形成绿色低碳的能源供应新格局,推动产业结构优化调整。

见习编辑 许家宜

(作者:读特特派记者 周国和 方慕冰/文 李伟文 刘奥/图)
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