中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:國(guó)網(wǎng)浙江省電力有限公司 張悅 吳米佳
僅5.6毫秒,800萬(wàn)千瓦的巴蜀水電便乘著溪浙直流銀線開(kāi)啟了江南之旅。投運(yùn)十年,累計(jì)輸送清潔水電超3050億千瓦時(shí)。
作為浙江首個(gè)特高壓直流輸電工程,2014年,四川溪洛渡左岸—浙江金華±800千伏直流工程投運(yùn)。自此,浙江邁入特高壓交直流混聯(lián)時(shí)代,也正式加入全國(guó)范圍電力能源優(yōu)化配置的“朋友圈”。
此后十年間,寧夏靈州—紹興、白鶴灘—浙江±800千伏直流工程相繼落地浙江。截至今年6月底,三大“西電入浙”特高壓工程已累計(jì)送電6568億千瓦時(shí),超過(guò)2023年浙江省全社會(huì)用電量,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約2.02億噸,減排二氧化碳約5.58億噸。
千里奔赴解缺電之困
東南形勝,三吳都會(huì),錢(qián)塘自古繁華。
在這片面積僅占全國(guó)1%的土地上,創(chuàng)造了占全國(guó)6.2%的經(jīng)濟(jì)總量。與經(jīng)濟(jì)大省形成鮮明反差的是浙江長(zhǎng)期不足5%的能源自給率,每3度電就有1度來(lái)自省外,“電荒”一度成為浙江經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的掣肘。
回望21世紀(jì)初,中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展一路高歌,大部分城市陷入急速發(fā)展和嚴(yán)重缺電的矛盾掙扎,浙江全社會(huì)用電量每年以超10%的幅度增長(zhǎng),形勢(shì)尤顯嚴(yán)峻:全省供電能力僅能滿足約2/3的需求。彼時(shí),一切能發(fā)電的東西都是搶手貨,分管電力的副省長(zhǎng)親赴山西、河北等地買(mǎi)煤,只為多發(fā)電。
滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要,能源小省浙江不遺余力。此后數(shù)年間,浙江投入數(shù)千億資金,建設(shè)近2000萬(wàn)千瓦的大型發(fā)電機(jī)組。從農(nóng)村、城市電網(wǎng)改造到大手筆上馬500千伏電網(wǎng),建成了以500千伏為主網(wǎng)架、220千伏為支撐,技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的省級(jí)電網(wǎng)。
進(jìn)入“十二五”時(shí)期,浙江能源電力消費(fèi)再創(chuàng)新高,人均用電水平超過(guò)1千瓦。一次能源極度匱乏,省際500千伏通道受電能力捉襟見(jiàn)肘,周邊省市電力裕度同樣不足。
“遠(yuǎn)水”能否解“近渴”?帶來(lái)新可能性的是特高壓直流輸電技術(shù),其電壓等級(jí)在±800千伏及以上,傳輸損耗僅為500千伏交流輸電線路的25%—40%,具備點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、超遠(yuǎn)距離、大容量送電能力。
2014年7月,趕在迎峰度夏最緊要關(guān)頭,我國(guó)建設(shè)的第三條特高壓直流工程——溪洛渡左岸—浙江金華±800千伏特高壓直流輸電工程投運(yùn),800萬(wàn)千瓦電力惠澤江南百姓。浙江電網(wǎng)成為最早進(jìn)入特高壓交直流混聯(lián)運(yùn)行的省級(jí)電網(wǎng)之一。
該工程投運(yùn)首年,累計(jì)輸送的清潔水電約占浙江電力供應(yīng)總量的1/7,可滿足當(dāng)年本省近80%的生活用電所需,一舉扭轉(zhuǎn)了浙江的缺電局面。
“西電入浙”時(shí)代就此啟幕。2016年、2022年,靈紹、白浙特高壓直流工程先后投入運(yùn)行,浙江在全國(guó)率先建成以“兩交三直”特高壓為骨干、500千伏“東西互供、南北貫通”的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),與千里外的世界第二、第四大水電站,西北煤電及風(fēng)電基地瞬息相連,成為目前我國(guó)特高壓落點(diǎn)最為密集的省份之一。
十年間,外電入浙承載能力大幅增強(qiáng),“西電入浙”送電容量增至2400萬(wàn)千瓦,年輸電量躍升至908億千瓦時(shí),在全社會(huì)用電量占比14.7%。2023年,三大“西電入浙”直流工程迎峰度夏最大輸送功率占浙江最高負(fù)荷近兩成,保障了全省中長(zhǎng)期和可持續(xù)的電能供應(yīng)。
一場(chǎng)多贏的超級(jí)交易
時(shí)至7月,浙江和高溫天氣“無(wú)縫銜接”,社會(huì)用電負(fù)荷持續(xù)攀升。每年的6至9月是浙江最難“熬”的迎峰度夏期,而在常規(guī)年份,這一時(shí)期正是西南降水最為集中、水電最為豐沛的季節(jié)。
根據(jù)公開(kāi)數(shù)據(jù),四川水電可開(kāi)發(fā)量約1.48億千瓦,占全國(guó)總量的21.2%,擁有白鶴灘、洛溪渡、烏東德、向家壩、錦屏、二灘等大型水電站。“十三五”初期,該省年富余電力約1000萬(wàn)千瓦,富余電量超150億千瓦時(shí)。
靈紹特高壓工程的送出端——寧夏,也有同樣的“富電”煩惱。據(jù)報(bào)道,2017年前7個(gè)月,浙江累計(jì)受入靈紹特高壓電量86.8億千瓦時(shí),其中14.7億千瓦時(shí)屬于寧夏富余的風(fēng)光電能。
一頭富余電能,一頭無(wú)處覓煤,雙方有著幾近完美的互補(bǔ)關(guān)系。通過(guò)特高壓電網(wǎng),“輸煤輸電并舉”的能源綜合運(yùn)輸體系得以建成,西電東送成為繼公路、鐵路、水路、航空和管道運(yùn)輸之后的“第六種運(yùn)輸方式”。
此外,還有能源利用與成本效益之間的深刻考量。對(duì)于特高壓電網(wǎng)的“接受方”而言,業(yè)內(nèi)進(jìn)行了輸煤與輸電的詳細(xì)比算:以2011年山西送浙江960萬(wàn)千瓦電力為例,變輸煤為輸電,至浙江后的落地電價(jià)較受端地區(qū)上網(wǎng)電價(jià)低約0.03—0.10元/千瓦時(shí),可壓降浙江電力成本2.6%。
資源與經(jīng)濟(jì)的互通有無(wú),正是“西電東送”戰(zhàn)略的巧妙布局所在。十年間,西部各能源基地累計(jì)向浙江輸送電能超6500億千瓦時(shí),相應(yīng)地,浙江回饋近3000億元的用能資金。
一子落,滿盤(pán)活。超級(jí)工程的受益方遠(yuǎn)不止于送受兩端,作為“新基建”重點(diǎn)投資建設(shè)的七大領(lǐng)域之一,特高壓輸電線路長(zhǎng)、投資規(guī)模大,具有產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)、帶動(dòng)力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益顯著等優(yōu)勢(shì)。就三大“西電入浙”特高壓工程建設(shè)規(guī)模而言,投資總和超過(guò)700億元。
以總投資逾299億元的白浙特高壓工程為例,建設(shè)過(guò)程涉及全國(guó)近百家設(shè)備制造、建筑、安裝、科研單位,直接帶動(dòng)電源、電工裝備、用能設(shè)備、原材料等近20個(gè)上下游產(chǎn)業(yè)鏈近千億產(chǎn)值,約提供1萬(wàn)余個(gè)就業(yè)崗位,顯示出推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和促進(jìn)形成協(xié)調(diào)發(fā)展新格局的強(qiáng)勁力量,并持續(xù)帶動(dòng)裝備制造業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
頻頻刷新技術(shù)之最
2014年至2024年,是中國(guó)特高壓技術(shù)飛速發(fā)展的重要階段。十年間,三大“西電入浙”特高壓工程見(jiàn)證著我國(guó)特高壓實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”再到“領(lǐng)跑”的技術(shù)攻關(guān)史。
溪浙特高壓工程,曾保持著全國(guó)輸電量最大、線路最長(zhǎng)、電壓等級(jí)最高等多項(xiàng)直流輸電工程紀(jì)錄,首次實(shí)現(xiàn)高端換流變壓器自主研發(fā)、設(shè)計(jì)制造和運(yùn)行,攻克了額定電流5000安特高壓大容量直流設(shè)備應(yīng)用、重冰區(qū)線路建設(shè)等關(guān)鍵技術(shù),一度頗為風(fēng)光。
時(shí)隔兩年,作為國(guó)家“加快推進(jìn)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃12條重點(diǎn)輸電通道建設(shè)”項(xiàng)目中首個(gè)投運(yùn)的特高壓直流輸電戰(zhàn)略性工程——靈紹特高壓工程,不僅實(shí)現(xiàn)了換流閥國(guó)產(chǎn)化,并在世界范圍內(nèi)首次突破800千伏特高壓直流系統(tǒng)網(wǎng)側(cè)接入750千伏交流系統(tǒng)難題。
作為“十四五”期間首個(gè)投運(yùn)的特高壓直流輸電工程,白浙特高壓工程國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到95%,我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全系列特高壓套管在特高壓錢(qián)塘江換流站首次實(shí)現(xiàn)了工程批量應(yīng)用,為后續(xù)特高壓發(fā)展提供技術(shù)儲(chǔ)備。
一次次直面挑戰(zhàn)的攻堅(jiān)克難,一項(xiàng)項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)的迭代升級(jí)也發(fā)生在換流站運(yùn)檢的一端。
在紹興換流站主控室LED屏上,運(yùn)行著數(shù)字化換流站全景視頻融合系統(tǒng),可“一張圖”展示全站設(shè)備的可見(jiàn)光圖像,同步顯示換流變廣場(chǎng)、直流場(chǎng)、換流閥的紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)等運(yùn)行工況,設(shè)備健康狀態(tài)盡在掌握,“面向未來(lái)的數(shù)字換流站”雛形初顯。
“以往,設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)主要依靠人工抄錄,需憑借經(jīng)驗(yàn)判斷數(shù)據(jù)是否存在異常。數(shù)字換流站平臺(tái)通過(guò)視頻圖像識(shí)別和數(shù)字化表計(jì)接入,全量完成設(shè)備數(shù)據(jù)人工抄錄替代工作。原來(lái)進(jìn)行一次全站設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)的抄錄、整理需要3天左右,現(xiàn)在2個(gè)小時(shí)即可完成。”紹興換流站副站長(zhǎng)富銀芳介紹,在她看來(lái)要構(gòu)建數(shù)字化的未來(lái)電網(wǎng),數(shù)字化換流站將是關(guān)鍵一環(huán)。
作為國(guó)家電網(wǎng)公司首批數(shù)字換流站試點(diǎn)站之一,紹興換流站基于電網(wǎng)資源業(yè)務(wù)中臺(tái)和PMS3.0基礎(chǔ)架構(gòu),結(jié)合直流運(yùn)檢業(yè)務(wù)需求,打通了監(jiān)控系統(tǒng)、一體化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等22類(lèi)系統(tǒng)的壁壘,以日、周、月為周期,自動(dòng)開(kāi)展數(shù)據(jù)比對(duì)和智能分析,以實(shí)現(xiàn)站內(nèi)24組雙極高低端閥塔、24臺(tái)換流變共4000多個(gè)可控硅元件的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷,建設(shè)“場(chǎng)景孿生、云邊協(xié)同、生態(tài)開(kāi)放”的數(shù)字換流站。
有了紹興換流站數(shù)字化站的建設(shè)經(jīng)驗(yàn),金華換流站、錢(qián)塘江換流站也先后部署數(shù)字化站平臺(tái),并通過(guò)北斗、WIPI網(wǎng)、人工智能、三維建模等新技術(shù),為三條“西電動(dòng)送”大動(dòng)脈的安全穩(wěn)定運(yùn)行增添智慧新保障。
這樣小小的技術(shù)變化,實(shí)現(xiàn)三大“西電入浙”工程能量可用率(即給定時(shí)間區(qū)間內(nèi)直流輸電系統(tǒng)能夠輸送能量的能力)由95%到超98%的提升。
邁上“綠色高速路”
今年4月初,位于杭州濱江區(qū)的彩虹充電站掛牌售賣(mài)綠電,成為浙江首批18個(gè)“綠色充電站”之一,該綠電便源自千里外的寧夏光伏。
當(dāng)前,杭州已入選國(guó)家首批碳達(dá)峰試點(diǎn)城市,當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)聯(lián)合相關(guān)部門(mén)參與省間綠電交易,讓寧夏的光伏順利匹配杭州284個(gè)充電樁,成為“追著太陽(yáng)跑”的移動(dòng)充電寶?!半S著更多輸電通道落地,來(lái)自絲綢之路上的光將驅(qū)動(dòng)更多新能源汽車(chē)。”杭州市電動(dòng)汽車(chē)充換電設(shè)施產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)盧煒說(shuō)。
在西電東送基礎(chǔ)上形成的全國(guó)大聯(lián)網(wǎng),加速了全國(guó)統(tǒng)一電力市場(chǎng)的建設(shè),也為浙江這個(gè)典型的資源小省、用電大省帶來(lái)能源綠色轉(zhuǎn)型的新機(jī)遇。
“綠電讓亞運(yùn)別樣精彩”成為持久的亞運(yùn)記憶,累計(jì)6.21億千瓦時(shí)的綠電交易量,助力實(shí)現(xiàn)亞運(yùn)史上建設(shè)場(chǎng)館常規(guī)電力100%綠電供應(yīng),相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤7.6萬(wàn)噸。這背后,正是靈紹特高壓等西電東送清潔能源走廊,將新疆哈密、甘肅嘉峪關(guān)、黃土高原等地的綠電源源不斷送往浙江,點(diǎn)亮首屆碳中和亞運(yùn)會(huì)。
自“雙碳”目標(biāo)提出,西電東送作為電力資源優(yōu)化配置平臺(tái),其戰(zhàn)略重心由單純解決電力供需失衡問(wèn)題逐漸轉(zhuǎn)向推動(dòng)清潔電力在更廣闊地域?qū)崿F(xiàn)高效消納與充分利用。這樣的定位變化,十年前的浙江邁入西電東送時(shí)代已有考量。
昔日的浙江,火電占比超過(guò)90%,節(jié)能減排壓力巨大。擺脫缺電困境和對(duì)化石能源的過(guò)度依賴是橫亙?cè)谡憬哔|(zhì)量發(fā)展面前的兩道難題。如何緩解本地建燃煤電廠的空間成本、環(huán)境成本等實(shí)際壓力?外來(lái)電的清潔綠色被視為“低價(jià)、高效、可靠”的代名詞。
確定首個(gè)“西電入浙”工程送端歷經(jīng)多次調(diào)研,選址西南水電,看中的便是清潔能源。時(shí)任金華換流站站長(zhǎng)魏華兵曾表示,除了緩解浙江的用電問(wèn)題,溪浙特高壓工程最顯著的效益是帶來(lái)更多藍(lán)天白云,其每年為浙江輸送的清潔水電超過(guò)3個(gè)金華蘭溪火電廠的發(fā)電量,相當(dāng)于減排二氧化碳3400萬(wàn)噸。2016年投運(yùn)的靈紹特高壓工程創(chuàng)新性實(shí)施了“風(fēng)光火”打捆外送,累計(jì)入浙數(shù)十億千瓦時(shí)綠電。在此后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),由特高壓電網(wǎng)輸送的綠電使得浙江省清潔能源占比提高至30%。
可以預(yù)見(jiàn)的是,浙江能源電力需求仍持續(xù)保持較快增長(zhǎng),氣候氣象因素對(duì)電力供需影響愈加明顯,隨著能源轉(zhuǎn)型深入推進(jìn),未來(lái)電力保供仍不輕松。從今年前半年浙江全社會(huì)用電量同比增長(zhǎng)8.7%的數(shù)據(jù)可見(jiàn)一斑。
下一個(gè)十年,浙江外來(lái)電如何發(fā)展?眼下,外電入浙直送端還將新添省份。距離浙江2300千米的甘肅騰格里沙漠,上百萬(wàn)塊光伏板逐光而列,第四條“西電入浙”特高壓工程送端便坐落于此。作為國(guó)內(nèi)首個(gè)全容量特高壓柔直工程,甘肅—浙江特高壓柔性直流輸電試驗(yàn)示范工程預(yù)計(jì)“十五五”初投運(yùn)。
從遠(yuǎn)方,也從身邊。西北戈壁的大漠風(fēng)光、西南峽谷間的蜿蜒川流、東海之濱的海風(fēng)陣陣,轉(zhuǎn)化為綠電涌動(dòng)之江大地,綠意盎然。