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南方电网提前投产世界首个±800千伏特高压多端柔性直流工程
发表时间:2020-07-31 17:21:12来源:中新网广西

摘要提示:“云南至广东柔性直流双极低端调试通过,现在正式投产!”7月31日,由南方电网公司投资建设的国家西电东送重点工程——乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(简称昆柳龙直流工程)提前实现阶段性投产。

工程投产前,龙门换流站主控室进行紧张的调试。李志杰 摄
工程投产前,龙门换流站主控室进行紧张的调试。李志杰 摄

  中新网广西新闻7月31日电(张伟雄 窦小兵 辛镇瀚 董跃周)“云南至广东柔性直流双极低端调试通过,现在正式投产!”7月31日,由南方电网公司投资建设的国家西电东送重点工程——乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(简称昆柳龙直流工程)提前实现阶段性投产。

  这是世界上第一条±800千伏特高压多端柔性直流输电“高速路”,横跨云南、贵州、广西、广东四省区,全长1452公里。它把世界第七大水电站——乌东德电站丰沛的水电源源不断送抵粤港澳大湾区电力负荷中心和少数民族西部省区广西,为经济快速复苏的大湾区注入强劲的绿色动能,也为广西经济社会发展提供稳定可靠的绿色能源。

  工程于2018年12月全面开工建设,总投资242.6亿元,计划在2021年汛期前全部建成投产。南方电网公司深入贯彻落实党中央绿色发展和区域协调发展理念,做好“六稳”工作、落实“六保”任务,落实“两新一重”建设要求,集全公司之力推进工程建设攻坚,千方百计把新冠肺炎疫情耽误的工期抢回来。此次阶段性投产的是云南至广东柔性直流双极低端,较计划提前30天。

昆柳龙直流工程±800千伏柳北换流站  方宇 摄
昆柳龙直流工程±800千伏柳北换流站 方宇 摄

  工程全部建成后,每年可输送130亿度清洁水电到广西,相当于每年减少广西煤炭消耗394万吨、二氧化碳排放1048万吨。不仅可在“十四五”期间向广西提供云南清洁绿色水电,保障广西电力供应安全,同时也有助于广西能源体系向绿色低碳转型。

  绿色的战略性工程——

  南方五省区能源结构优化提速

  昆柳龙直流工程主要依托乌东德电站等向广东广西输送云南水电。工程起于云南昆北换流站,分别送电到广西柳北换流站和广东龙门换流站,故简称“昆柳龙”。

  南方电网公司坚决贯彻落实中央“六稳”、“六保”政策部署,成立了工程“攻坚战”指挥部,在建设各方的共同努力下提前1个月投产。

  工程具有重大的战略意义,其建成投产将进一步优化南方五省区的能源结构,支撑起更加稳定安全的西电东送绿色大电网:

  ——西电东送规模更大。送电容量好比高速公路的通行能力。工程全部建成后,整体送电容量达800万千瓦。届时,南方电网西电东送总能力将超过5800万千瓦。广东、广西受电端容量分别增加500万和300万千瓦。

  ——清洁能源占比提升。2019年南方电网西电东送电量2265亿度,清洁能源占比84%。工程全部建成后,每年增加输送西部清洁水电330亿度,相当于减少标煤消耗约1000万吨,减排二氧化碳2660万吨。这将有力消纳云南清洁水电,有效促进广东广西节能减排和大气污染防治,使南方区域天更蓝、水更清、生态环境更美。

南方电网广西送变电建设公司施工人员在柳北换流站建设现场进行800千伏直流电流测量装置安装。方宇 摄
  南方电网广西送变电建设公司施工人员在柳北换流站建设现场进行800千伏直流电流测量装置安装。方宇 摄

  ——推动区域协调发展。工程将为满足“十四五”期间和后续粤港澳大湾区经济发展用电需求奠定坚实基础,为广西经济社会发展提供进一步的电力供应保障,同时将资源优势转化为经济优势,助力云南绿色能源产业发展。

  领跑世界的工程——

  突破柔性直流输电“无人区”,掌握关键核心技术

  “这是一个领跑世界的超级工程。它的提前投运标志着我国特高压直流输电技术提升到空前水平,开创出新的输电模式,为世界电网发展提供宝贵的经验。”中国工程院院士李立浧表示。

  为满足大容量、远距离、高利用率的能量输送,又能确保受电端广东、广西电网的系统安全稳定,工程在世界上首次采用特高压多端混合直流系统,送端是常规直流,两个受端是柔性直流。李立浧表示,工程全部建成后将创造17项世界第一,包括世界上第一个±800千伏特高压柔性直流输电工程,世界上单站容量最大的柔性直流输电工程,世界上第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程等。“每项世界第一都可以写一篇大文章。”

  南方电网公司首席技术专家、南网科研院董事长饶宏表示,“我们在世界上首次提出研发特高压柔性直流技术,开发混合多端直流输电系统,能够提升电网安全稳定,让复杂的电网变得更加灵活可靠,支持西电东送直流输电持续发展。”

  这17项世界第一的背后,是成套设备要从无到有研制而来,大量前所未有的运行方式要逐一破解。电力科研人员为此在输电技术领域的“无人区”开展了一场历时数年的重大核心技术突围战。

  南方电网公司牵头,集中南网科研院和超高压公司的技术力量,联合国内科研院所、高校、设备厂家通力合作,围绕特高压柔性直流拓扑结构、控制保护系统以及IGBT元器件、柔性直流变压器等关键设备和核心技术进行攻关。

  从概念到具体方案,从研究设计到实施,科研攻关团队在特高压柔性直流、多端直流系统技术、设备制造和试验技术、安装运行技术等领域取得了多项重大突破和技术成果,解决了一批世界级难题。

  柔性直流换流阀是工程中最为关键的核心设备,被称为工程的“心脏”。如今,世界首个能承受±800千伏特高压的国产“心脏”已在工程中成功研制出来,并在龙门换流站正常“跳动”。其中一些先进技术将被应用到即将建设的海上柔性直流项目,还将被国外厂家借鉴。

昆柳龙直流工程广东段跨越北江线路。 李志杰 陈海东 摄
昆柳龙直流工程广东段跨越北江线路。 李志杰 陈海东 摄

  “通过工程的科研攻关和工程建设,我们把核心技术掌握在自己手中,提升中国电力行业在国际的话语权和影响力,也进一步提升我国电力装备制造业的总体水平和竞争力。”南方电网超高压公司副总经理李庆江表示。

  同心戮力的工程——

  供应链产业链齐发力,抢回被耽误时间

  工程在广西境内线路662公里,换流站一座。线路经过广西境内河池市、柳州市、来宾市、桂林市、贺州市等5市14县。自治区党委政府高度重视,把推进昆柳龙直流工程建设列为自治区政府工作报告确定的重点任务,确保从省级政府层面做好项目建设的协调保障工作。南方电网广西电网公司主动履行属地责任,全力建设配套交流工程和接入线路。

  昆柳龙直流工程的建设难度极大。线路平均海拔1300米,高山大岭区域占比54.6%,重冰区占比10.5%,跨越铁路、通航河流、公路、重要电力线等2691回次。工程还首次使用大跨度特高压柔性直流阀厅,屋盖网架总面积为电力建设史上最大。同时,建设者们还要克服沿线地区连续强降雨等自然灾害的影响。

  “今年年初突如其来的新冠肺炎疫情,让工程一度按下了‘暂停键’,大大增加了工程推进的难度。”南方电网公司基建部总经理汤寿泉介绍说,3月份工程全面复工,南方电网公司总部当即成立工程攻坚指挥部,坚持全网一盘棋,一手抓疫情防控,一手抓工程攻坚,运用“云监控”、“云指挥”的方式,协调解决攻坚战工作的重大问题,实时把控项目进度。

  ——全网力量聚起来。超高压公司全力加快主体工程建设;云南电网提前完成乌东德电站送出交流配套工程阶段性投产,为电站首批机组调试和提前投产创造条件;广东、广西电网全力建设配套交流工程和接入线路;贵州电网积极做好沿线地区的相关协调工作。

  ——供应链产业链跑起来。在工程的带动下,参与建设的企业,包括原材料、电力设备、电力电子器件、设计、施工、监理、检测等在内的电力产业链上下游众多企业,均复工复产达产。仅换流站的物资供应商就达166家。

南方电网广西送变电建设公司施工人员在柳北换流站建设现场进行柔直变安装。方宇 摄
南方电网广西送变电建设公司施工人员在柳北换流站建设现场进行柔直变安装。方宇 摄

  ——地方就业拉动起来。在攻坚高峰期,工程全线投入11000余人,较原计划增加20%以上。同时新增吸纳沿线建设地区大量人员就业,特别是带动贫困户就业。

  经过万余名建设者连续奋战5个月,项目提前实现了阶段性投产。“我们将再接再厉,一鼓作气加快建设,确保工程明年汛期前如期全部投产。”汤寿泉表示。

  工程创造的世界第一:

  1、世界上第一个±800kV特高压柔性直流输电工程。

  2、世界上单站容量最大的柔性直流输电工程(5000MW)。

  3、世界上第一个采用全桥和半桥混合桥阀组的特高压柔性直流输电工程。

  4、世界上第一个高端阀组、低端阀组串联的特高压柔性直流输电工程。

  5、世界上第一个输电距离超过一千公里的远距离大容量柔性直流输电工程。

  6、世界上第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程,第一次实现利用混合桥阀组输出负电压清除线路故障,可以高速再启动。

  7、世界上第一个常规直流和柔性直流混合的直流输电系统,送端采用常规直流,受端采用柔性直流。

  8、世界上第一个混合多端直流输电工程,送端常规直流和受端2个柔性直流组成多端系统。

  9、构建了世界上第一个由柔性直流和常规直流组成的多直流馈入电网系统,柔性直流同时提供有功和无功,提高电网安全稳定水平。

  10、研发了世界上第一个特高压混合多端直流输电控制保护系统,实现了送端常规直流和受端2个柔性直流组成的多端系统协调控制,组成了世界上最多运行方式的直流系统。

  11、研发了世界上容量最大的柔性直流换流阀(±800kV/5000MW),世界上柔性直流单站换流器功率模块数量最多(5184个)。

  12、世界上第一次实现了特高压混合直流系统单阀组、单站在线投退,克服了混合桥阀组直流短接充电和零压大电流运行难题。

  13、世界上首次系统地研发制造了电压等级最高、容量最大的柔性直流成套装备。

  14、建设了世界上最大的直流输电阀厅(长89米×宽86.5米×高43.75米)。

  15、世界上首次实现了交流故障下多端柔性直流稳定运行,达到交流故障全穿越。

  16、世界上首次建立了单一功率模块任意故障均能安全隔离的长期可靠运行技术。

  17、世界上首次建立了特高压常规直流和柔性直流混合输电技术的技术规范和成套设计技术。

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