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        又一條西電東送“高速路”竣工

        煤炭資訊網 2022/7/27 10:06:48    要聞

        7月1日,途經四川、重慶、湖北、安徽、江蘇5省市,全長2080公里的白鶴灘至江蘇±800千伏特高壓直流工程(以下簡稱“白鶴灘—江蘇工程”)竣工投產。從此,位于川滇交界之處的白鶴灘水電站發出的綠色電能,僅需7毫秒便能到達千里之外的江蘇。從西部山區到東部沿海,全線3萬余名建設者克服了哪些挑戰,工程又能帶來哪些效益?記者進行了采訪。

        每年可輸送的綠色電能相當于南京市半年的用電量

        特高壓直流,被稱作“電力高速公路”,具有點對點直達、輸送容量大、送電距離長、線路損耗低等優勢。國家電網特高壓部副主任種芝藝介紹,以白鶴灘水電站泄洪時每秒48米的最大水流速計算,江水從四川涼山彝族自治州流到江蘇蘇州市大約需12個小時,但發出的水電通過特高壓直流工程輸送,只需7毫秒。

        對我國來說,“電力高速公路”作用十分重要。我國能源生產和消費呈逆向分布,中東部地區能源消費量占全國的70%多,生產量占比卻不足30%,重要能源基地主要分布在西部地區,長期以來形成了西電東送等能源流向格局。這就需要通過發展特高壓,在全國范圍內優化能源配置、保障電力供應。

        白鶴灘—江蘇工程正滿足了這一需求。一方面,水電是清潔綠色可再生能源,四川水電資源豐富,技術可開發容量達1.48億千瓦,約占全國總量的1/5。截至去年底,四川水電裝機容量達8900多萬千瓦,居全國首位。另一方面,隨著經濟社會發展,經濟強省江蘇的用電需求也與日俱增。

        “白鶴灘—江蘇工程輸電能力達800萬千瓦,占白鶴灘水電站總裝機的一半,每年可向江蘇送電300多億千瓦時,同時增送四川豐水期的富余水電40億至60億千瓦時,大幅提高了水電利用效率。”國網四川電力特高壓建設指揮部常務副總指揮胡國強介紹,“十四五”時期,還將建成白鶴灘—浙江特高壓直流工程、開工建設金沙江上游—湖北特高壓直流工程,進一步提高四川水電外送能力。

        國網江蘇電力建設分公司副總經理陳兵告訴記者,去年,江蘇全社會用電量首次突破7000億千瓦時,從外省凈輸入電量超過17%。而白鶴灘—江蘇工程年輸送電量相當于南京市半年的用電量,能讓江蘇外來電量最大接納能力提升32.5%,不僅能更好滿足江蘇當地用電增長需求,還能與華東已有特高壓工程互相配合,增強電網水電、火電互濟能力。

        運輸難、空間小、跨河道,建設者們攻克了諸多難題

        作為我國西電東送的重點工程,白鶴灘—江蘇工程效益明顯,但跨越洶涌奔流的大江大河、穿行險峻無人的大山大嶺,建設過程殊為不易??恐腔酆秃顾?,建設者們攻克了諸多難題。

        應對運輸難題,“螞蟻搬大象”。

        位于四川涼山彝族自治州布拖縣的布拖換流站,是工程的起點站,電流出發前要先在這里從交流電“變身”為直流電。換流變壓器是換流站的“心臟”,單臺重量可達350噸,相當于七八十頭成年亞洲象的重量。在路窄彎急的大涼山運輸52臺這樣的“巨無霸”,難度可想而知。

        “從西昌火車站到布拖換流站有139公里山路。單是翻越海拔3300米的爾烏山,就要經過215處S形彎道、62處U形急彎,平均每走280米就要拐一個180度的大彎。”國網四川電力特高壓大件運輸技術保障組組長李劍說,運輸用的液壓板車安裝了180個輪胎,還得配置4輛牽引車,整個車組長70米、幾乎占據了全部路寬,平均時速只有5公里,稍不注意很容易側翻。每到轉彎處,李劍都要提前下車觀察路線、隨車行走提醒司機。

        克服艱苦條件,“山巔立鐵塔”。

        “四川樂山和涼山交界處的無人區,最大落差1800米,四周都是懸崖峭壁,一臺設備都放不下,十幾米深的基坑只能靠人工一點點挖掘。即便如此,大家硬是在山尖上‘拼’出了一塊地!”白鶴灘—江蘇工程川2標段無人區施工項目部經理虞佳旻說,一些塔位最大坡度超過50度,作業面非常狹窄,塔材只能用索道,運送一根組裝一根,常常20天才能立好一座鐵塔。

        跨越長江航道,“銀線渡江河”。

        對于白鶴灘—江蘇工程安徽段的建設者來說,讓導線順利跨越2500米寬的長江蕪湖段,無疑是最大挑戰。為了保證導線與江面的安全距離,兩岸主跨越塔設計高度達278.2米、接近100層樓高,重量達2200多噸,這是全線路跨度最大、塔身最高、單基最重的跨越塔。安徽段長江大跨越施工隊隊長韓仲瑞介紹:“僅與塔腿段連接的單根塔管就重17噸,連接處由26個螺栓固定,每個螺栓重35斤,這樣的螺栓全塔大概需要2000個,都必須嚴絲合縫地對接上。”

        長江蕪湖段長年運輸繁忙,日均船舶流量達四五千艘次,工程需要展放22根導線和地線,施工量不小。如何盡可能減少對封航的影響?“10多年前我們展放導線用的是‘一牽一’方式,現在是‘二牽三’,好比2匹馬拉3架車,20天就可以完成,工期大為縮減。”韓仲瑞說。

        擺脫濃霧影響,“北斗來導航”。

        在白鶴灘—江蘇工程重慶段,最讓建設者們犯愁的是濃霧多發,會影響導地線的弧垂觀測。“過大的弧垂既可能造成相間短路等安全隱患,也會限制線路的輸送能力。”白鶴灘—江蘇工程渝3標段項目經理楊國強介紹,他們利用北斗的高精度定位雷達測控,能夠在非可視條件下判定導線安裝是否到位,精度可達到正負2毫米,從而有效解決大霧、夜間等情況下的弧垂觀測難題,將工程進度提升15%以上。

        強化技術自主創新,研制出20種新設備、19項新技術

        鐵塔、銀線搭建好了,要讓綠色電能安全穩定送達,還離不開許多創新技術和設備。在江蘇蘇州市,占地面積相當于47個足球場的虞城換流站,是白鶴灘—江蘇工程的終點站。在這里,直流電再次“變身”為交流電分發到周邊區域。虞城換流站也是世界首座采用“常規直流+柔性直流”混合級聯接線的換流站。

        “這座換流站集成了常規直流輸電大容量、遠距離、低損耗,以及柔性直流輸電控制靈活、系統支撐能力強等優勢。”種芝藝解釋說,如果把常規直流比作火車,只能在平整軌道上行駛,柔性直流就像越野車,泥巴路、石子路等較差的路況也能應對,對電網強弱沒有高要求。“不僅如此,柔性直流還能反過來支撐電壓和頻率、支持電網黑啟動等,為了攻克這項混合級聯特高壓直流輸電技術,近百家企業和科研單位花費了3年多時間。”

        虞城換流站還面臨著另一道考驗:作為直流電和交流電的轉換端,當交流系統嚴重故障時,直流側會為了保護設備立即跳閘停運,但此時交流系統還在灌入能量。如何將這部分能量快速消耗掉,以便使故障切除后系統快速恢復正常呢?

        建設者們研制出相當于“安全氣囊”的可控自恢復消能裝置。當交流系統出現故障時,這一裝置可以作出毫秒級響應,吸收多余能量,防止換流閥等關鍵設備因電壓過高而損壞;也能免去故障恢復后直流系統重新啟動的時間,從而大幅提升華東電網受電能力。

        “可控自恢復消能裝置的內部還集成了大容量避雷器、超高速觸發開關、快速機械開關等設備。以高約14米的避雷器塔為例,每層由136只避雷器組成,5層共680只,兩套消能裝置就安裝了1360只。”國網江蘇電科院輸變電技術中心主任楊景剛介紹。

        設備上崗前需要“體檢”,但采用傳統方法對避雷器進行高壓試驗,每天只能完成約13只。依此計算,至少需要連續試驗3個月,難以跟上工程建設進度。為此,科研人員研究了整體加壓試驗方法,可以同時對每層136只避雷器進行試驗,讓檢測時間大大縮短。

        在白鶴灘—江蘇工程,類似的創新設備和方法還有很多:給換流變壓器“瘦身”,自主研發世界首臺單柱線圈結構換流變壓器,雙柱變單柱,可以降低負載損耗約25%、溫升降低約10攝氏度,延長設備使用壽命;為工程研發“超級大腦”,升級控制保護系統,使得最快控制周期由75微秒縮短至10微秒,并將運行方式由過去的40多種增加至252種,增加系統的靈活性……“白鶴灘—江蘇工程創新研制了20種新設備、19項新技術,在強化電網工程技術自主創新方面具有較強的示范意義。”種芝藝很自豪。

        穩增長、惠民生、優環境,國家電網今年還將盡早開工8項特高壓工程

        “之前都在家附近找零工干,還是頭一回參加這么大的工程。”來自湖北宜昌的吊車司機習永福參與了白鶴灘—江蘇工程湖北段的施工,在項目部每月收入可觀,很是開心。工程投運后,他又跟著施工隊轉場到了白鶴灘—浙江特高壓工程。

        對于四川馬邊彝族自治縣柱上村村民立克達石來說,特高壓工程為運輸材料而修建的道路,打通了竹筍、天麻等山貨的外運通道。“以前下山可不容易,采到山貨后攢起來,四五天才下趟山,時間一長,賣不上好價錢。如今有了盤山路,當天就能用摩托運下山,新鮮得很,有時一天能賺600多元。”立克達石高興地說。

        據介紹,白鶴灘—江蘇工程總投資307億元,可增加就業崗位超過2萬個,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,有效助力穩增長、惠民生。此外,工程還能為綠色低碳發展作出貢獻。“華東地區燃煤電廠分布較為密集。白鶴灘—江蘇工程投產后,每年輸送的清潔電能可推動華東地區減少發電用煤1400萬噸,可減排二氧化碳2542萬噸、二氧化硫25萬噸、氮氧化物22萬噸。”種芝藝介紹。

        目前,國家電網已累計建成29項特高壓工程,在運在建特高壓工程線路長度達到4.5萬公里,相當于繞地球赤道一圈多;跨區跨省輸電能力達到2.4億千瓦,超過10個三峽電站的裝機容量。根據《“十四五”現代能源體系規劃》,“十四五”期間,我國將完善華北、華東、華中區域內特高壓交流網架結構,為特高壓直流送入電力提供支撐,建設川渝特高壓主網架,完善南方電網主網架。到2025年,西電東送能力達到3.6億千瓦以上。

        “國家電網將全力加大電網投入,今年電網投資5000億元以上,將達到歷史最高水平。我們還將盡早開工川渝主網架、張北—勝利、武漢—南昌、黃石特高壓交流,金上—湖北、隴東—山東、寧夏—湖南、哈密—重慶特高壓直流等8項特高壓工程,開工一批500千伏及以下重點電網項目。”國家電網有關負責人介紹。


         作者: 丁怡婷

        來源:人民日報      編 輯:也禾
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