能源安全新戰略|大國重器⑨:白鶴灘—江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程
川滇交界,山巒含黛,江河奔涌,白鶴灘水電站發出的清潔電能,約7毫秒“閃送”到2000千米之外的江南水鄉,萬家燈火映照綠色中國。
白鶴灘—江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程(以下簡稱“白鶴灘—江蘇工程”)是我國實施“西電東送”戰略的重點工程,是國家電網堅持新發展理念的又一創新型工程。自2022年7月投運以來,工程已累計向長三角地區輸送電量超350億千瓦時,保障白鶴灘水電站大規模外送、促進四川資源優勢轉化為經濟優勢、助力西部經濟崛起的同時,有效緩解了華東地區中長期電力供需矛盾,滿足了經濟社會發展和人民美好生活的用電需要。
建成全球首個混合級聯特高壓直流工程
白鶴灘—江蘇工程起于四川省涼山州布拖縣,止于江蘇省蘇州常熟市,途經四川、重慶、湖北、安徽、江蘇5省(直轄市),線路全長2080公里,新建白鶴灘、姑蘇2座換流站。
位于江蘇蘇州的特高壓±800千伏姑蘇換流站,是這條“西電東送”能源大動脈的落點站,該站采用了國家電網公司在全球首創的“常規直流+柔性直流”混合級聯特高壓直流輸電技術。該技術集成了特高壓直流輸電大容量、遠距離、低損耗、高可靠性以及柔性直流輸電控制靈活、適應性強、系統支撐能力強的優勢,為特高壓輸電技術發展培育新質生產力。
姑蘇換流站高端直流系統采用單12脈動常規直流,低端直流系統則由3個柔直閥組并聯而成。“常規直流輸電就像火車,雖然輸送容量大、距離遠、損耗低,但只能在平整的軌道上行駛。柔性直流輸電控制靈活、系統支撐能力強,更像越野車,遇到較差的路況也能應對,兩者結合可以提升電網安全穩定運行能力。”國網江蘇省電力有限公司建設部相關負責人介紹。
創新設備和方法無處不在:換流站的可控自恢復消能裝置為世界首臺首套,換流閥、直流穿墻套管以及直流開關等核心設備均為國產全自主研發……工程創新研制了20種新設備、應用了19項新技術,推動了我國電力行業技術升級突破,鞏固了我國特高壓直流輸電技術的領先優勢。
柔性直流相比常規直流可控性更強,電網運行方式更靈活,但對裝置運行性能和可靠性要求更高。
“目前,國內尚無混合級聯系統調試經驗。針對姑蘇換流站運行方式多、倒閘操作復雜的情況,我們嘗試通過調整試驗順序、減少運行方式轉換的方法,完成了1176項調試項目,大大提升了操作安全性和調試效率。”國網江蘇超高壓公司姑蘇換流站副站長朱曉峰介紹。
2024年5月6日,3套自主可控直流保護裝置在姑蘇換流站投入試運行。這標志著國家電網公司首次實現了自主可控柔性直流保護裝置掛網,以及自主可控保護裝置在混合級聯直流輸電系統的應用。
直流保護系統是站內監視和保護換流站站內運行設備的重要裝置。為解決直流保護裝置國產化技術“卡脖子”問題,在國家電力調度控制中心的部署下,國網江蘇電力全力推進自主可控直流系統保護設備應用。此次1套自主可控柔性直流保護裝置和2套常規直流保護裝置在姑蘇換流站掛網運用,進一步擴大了自主可控直流保護裝置的應用場景和范圍,驗證了國產化裝置在故障隔離、精細化調控等方面的優越性。
暢通“西電東送”清潔能源大動脈
白鶴金沙水湍急,千里川蘇銀線牽,清潔能源沿著“空中走廊”直抵華東大地。
實施大規模“西電東送”是我國能源發展的重大戰略。四川水電資源豐富,技術開發容量達1.48億千瓦,約占全國總量的五分之一。白鶴灘水電站位于金沙江干流河段,裝機容量1600萬千瓦,與葛洲壩、三峽、向家壩、溪洛渡、烏東德5座水電站一道,在長江之上組成世界最大的清潔能源走廊。
特高壓直流工程就像能源“高速公路”,點對點直達輸送、中間不停靠,具有容量大、損耗低、效率高的優勢。以白鶴灘水電站泄洪時每秒48米的最大水流速計算,四川的水流到江蘇大約要12個小時,但水電站發出的電通過特高壓直流工程,只需要7毫秒。
白鶴灘—江蘇工程于2020年12月開工建設。國家電網公司充分發揮技術、人才、管理等方面優勢,調集精兵強將,舉全公司之力,優質高效推進工程建設。
數萬名電力工人在蜿蜒2000千米的山河之上開展施工,面對3300米高海拔、60毫米重覆冰、8度強地震烈度等諸多極端條件,克服復雜地形、惡劣天氣帶來的影響,于2022年7月如期完成建設任務。全體參建單位和工程建設者大力弘揚工匠精神和電網鐵軍精神,樹牢安全理念,堅持科學施工,建成安全可靠、經濟合理、環境友好、國際一流工程。
綠潮奔涌福澤江南
特高壓工程投資大、產業附加值高,中長期經濟效益顯著。帶動裝備生產、拉動社會投資、吸納村民就業……白鶴灘—江蘇工程為沿線地區經濟發展帶去新的機遇。在工程四川段,項目施工高峰期作業人員超萬人;工程重慶段所需鐵塔、光纜、絕緣子、金具等材料涉及供應商20家,累計帶動重慶8個區縣7400余人就業。
根據投資估算,建設白鶴灘—江蘇工程,以創新驅動、高質量供給引領和創造新需求,增加輸變電裝備制造業產值約180億元,帶動電源等相關產業投資約1000億元,并增加就業崗位超過2萬個,促進長江沿線各地經濟增長,助力暢通國內大循環,有力服務構建新發展格局。
隨著清潔能源大動脈的投產運行,更多紅利持續釋放,更大效益正在顯現。如今,金沙江上的清潔水電讓江南水鄉綠意更濃。白鶴灘—江蘇工程與華東已有特高壓工程互相配合,全面提升了江蘇清潔能源消納比重,增強電網水火互濟能力,保障迎峰度夏期間電力可靠供應的同時,為推動經濟社會高質量發展積蓄了強大綠色動能。