中國儲能網(wǎng)訊：0.0054秒，1616公里，來自寧夏的電力抵達(dá)湖南。8月20日，我國首個獲得核準(zhǔn)的“沙戈荒”新能源外送工程寧夏—湖南±800千伏特高壓直流輸電工程（以下簡稱“寧電入湘”工程）投產(chǎn)送電，每年可從寧夏向湖南輸送電量超360億千瓦時，滿足超1000萬戶家庭一年的用電需求。
習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，加快建設(shè)新型能源體系，做大做強(qiáng)一批國家重要能源基地。加強(qiáng)管網(wǎng)互聯(lián)互通，提升“西電東送”能力?！皩庪娙胂妗惫こ淌且暂斔蜕衬⒏瓯?、荒漠大型風(fēng)電光伏基地新能源為主的外送特高壓直流通道，也是我國今年投產(chǎn)送電的第三條特高壓直流輸電工程，對于推動寧夏能源資源開發(fā)外送、促進(jìn)清潔能源大范圍優(yōu)化配置、提高電力供應(yīng)保障能力具有重要意義。
跨越千里的電力“高速公路”是如何工作的？將塞上“風(fēng)光”轉(zhuǎn)化成源源不斷的穩(wěn)定電力“閃送”千里之外，需要克服哪些技術(shù)難題？它的投運(yùn)給湖南乃至全國的電力資源配置帶來哪些影響？讓我們一起走近“寧電入湘”工程。
寧夏的“沙戈荒”地區(qū)，一塊塊光伏發(fā)電板、一座座風(fēng)力發(fā)電機(jī)凝聚“風(fēng)光”之力，源源不斷地產(chǎn)生綠色電能。
容量大、距離遠(yuǎn)、效率高，因地制宜定制方案應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)條件
寧夏中衛(wèi)市，陽光充足、風(fēng)力強(qiáng)勁，是發(fā)展新能源的天然寶地。在廣袤的沙漠、戈壁、荒漠上，一塊塊光伏發(fā)電板、一座座風(fēng)力發(fā)電機(jī)凝聚“風(fēng)光”之力，源源不斷地產(chǎn)生綠色電能。
“寧電入湘”工程猶如一條能源“鵲橋”，將此地與千里之外的湖南緊密相連。強(qiáng)大的電流沿著特高壓直流輸電線路從中衛(wèi)奔騰而下，抵達(dá)湖南衡陽市衡陽換流站，在這里完成交直流轉(zhuǎn)換，接入湖南電網(wǎng)交流系統(tǒng)，將清潔電力安全穩(wěn)定地輸送至湖南全省各地。
翻高山、穿峻嶺、跨黃河、過長江，這條全長1616公里的輸電通道途經(jīng)寧夏、甘肅、陜西、重慶、湖北、湖南等六?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市），輸送容量800萬千瓦，每年可向湖南輸送電量超360億千瓦時。
作為“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目，“寧電入湘”工程與其他特高壓工程一起，構(gòu)筑起我國四通八達(dá)的電力“高速公路”。數(shù)據(jù)顯示，“十四五”期間，我國特高壓工程總投資超過3800億元，共開工建設(shè)了19條特高壓工程。如今，我國特高壓輸電通道總里程已突破5萬公里，相當(dāng)于繞地球赤道一周多。
相較于普通輸電通道，特高壓輸電通道有何不同？
“容量大、距離遠(yuǎn)、效率高是其顯著優(yōu)勢?！眹译娋W(wǎng)有限公司特高壓事業(yè)部副主任宋勝利介紹，特高壓輸電通道容量是普通通道的3倍以上，能高效滿足大規(guī)模電力輸送需求。在輸電距離方面，普通輸電通道受技術(shù)限制，輸電距離較短，難以滿足跨區(qū)域長距離送電需求；而特高壓輸電通道幾乎不受距離限制，比如可實(shí)現(xiàn)從新疆到安徽3000多公里的電力輸送。此外，特高壓輸電通道的損耗率較低，比如“寧電入湘”工程的損耗率約4%至5%，遠(yuǎn)低于普通輸電通道的損耗水平，能有效減少電力在傳輸過程中的浪費(fèi)。
與這些優(yōu)勢相伴相隨的，是其帶來的設(shè)計建設(shè)難度。特高壓輸電通道往往跨越多省，沿途地形地貌多樣，可能要越過高山大嶺、沙漠戈壁、河流湖泊，穿過高海拔地區(qū)、地震高發(fā)區(qū)、濕陷性黃土區(qū)，還得規(guī)避城市規(guī)劃區(qū)、生態(tài)保護(hù)區(qū)、礦區(qū)等區(qū)域，需在安全性、經(jīng)濟(jì)性與國家生態(tài)、城市規(guī)劃要求之間尋找平衡。
國家電網(wǎng)有限公司特高壓事業(yè)部線路處處長趙江濤說：“在設(shè)計建設(shè)過程中，我們需要因地制宜定制方案。比如在地震烈度高的地區(qū)，要強(qiáng)化工程抗震設(shè)計；在地基承載力差的濕陷性黃土區(qū)，需特殊處理才能支撐重型設(shè)備；跨越黃河等寬體河流時，我們會在河的兩岸建設(shè)200多米高的輸電鐵塔，既要保證鐵塔的支撐力以承載重型導(dǎo)線，又要避免這些導(dǎo)線影響河道通航?！?/span>
在保障線路順利翻山越嶺的同時，還需細(xì)心“呵護(hù)”特高壓設(shè)備?！皳Q流站中的換流變壓器、換流閥等核心設(shè)備，不僅體積龐大，還對運(yùn)行環(huán)境要求嚴(yán)苛，研制過程中需攻克材料、工藝、穩(wěn)定性等多重難題?！彼蝿倮f。
所有設(shè)備實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化制造，智慧賦能讓特高壓建設(shè)與運(yùn)行更高效
在衡陽市衡南縣泉湖鎮(zhèn)的田野間，一座占地30.51公頃的“能源巨無霸”正悄然改變著湖南的電力格局。
“寧電入湘”工程的起點(diǎn)和終點(diǎn)，分別有一個至關(guān)重要的設(shè)施——換流站，在電力跨區(qū)域傳輸中承擔(dān)著轉(zhuǎn)換樞紐的重要作用。我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫拇蠖嗍墙涣麟?，但交流電的傳輸距離是受限的，因此這1616公里的距離需要依靠直流電來“跑”。
宋勝利用“機(jī)場”來比喻換流站?！皩幭牡膿Q流站就像‘出發(fā)機(jī)場’，把當(dāng)?shù)胤稚⒌摹⒖碗娏Α?，即交流電集中起來，轉(zhuǎn)換成直流電，然后通過特高壓線路的‘電力航班’飛到湖南。在湖南的‘到達(dá)機(jī)場’，再把直流電轉(zhuǎn)換回交流電，就像乘客下飛機(jī)后分散離開，這些‘散客電力’再通過交流電網(wǎng)輸送到各個用戶端，前往城市各個角落?！?/span>
據(jù)了解，“寧電入湘”工程所有設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化制造。其中，高端換流變壓器是特高壓設(shè)備中的“高精尖”產(chǎn)品。在衡陽換流站，就有14臺由國內(nèi)企業(yè)特變電工自主研制生產(chǎn)的高端換流變壓器，這也是我國首批實(shí)現(xiàn)獨(dú)立設(shè)計、獨(dú)立采購、獨(dú)立制造的高端換流變壓器。
在研制過程中，研究團(tuán)隊(duì)從制造精度、安裝標(biāo)準(zhǔn)及環(huán)境適應(yīng)性等20多個方面對產(chǎn)品進(jìn)行了技術(shù)提升。他們將線圈焊點(diǎn)從傳統(tǒng)的450多個減至42個，焊點(diǎn)操作可靠性提升10倍，使得最終設(shè)備結(jié)構(gòu)更緊實(shí)，抗短路能力大幅增強(qiáng)；通過銅磁復(fù)合屏蔽、油路優(yōu)化等技術(shù)實(shí)現(xiàn)低損耗設(shè)計，極大地延長了設(shè)備使用壽命。
“寧電入湘”工程于2023年5月獲得核準(zhǔn)，同年6月正式啟動建設(shè)。要在短時間內(nèi)保質(zhì)保量完成建設(shè)任務(wù)，離不開智能化技術(shù)的深度賦能。
趙江濤介紹，在過去的特高壓工程中，線路架設(shè)經(jīng)?？康氖恰叭死缈浮?，尤其在山地、河谷等復(fù)雜地形，施工效率低且安全風(fēng)險高。而此次工程大規(guī)模應(yīng)用機(jī)械化與智能化裝備，徹底改變了傳統(tǒng)施工模式：直升機(jī)穿梭于高山、河流之間，承擔(dān)起導(dǎo)線牽引、塔材運(yùn)輸?shù)戎厝?，大幅提升施工效率；索道運(yùn)輸系統(tǒng)則將物資精準(zhǔn)送達(dá)山巔塔位，減少對地表植被的破壞。
除了智能化建設(shè)，正式投產(chǎn)后，換流站的核心設(shè)備運(yùn)行也能實(shí)現(xiàn)自動化控制。工作人員只需下達(dá)啟停、功率調(diào)節(jié)指令，系統(tǒng)便能根據(jù)電網(wǎng)需求自動調(diào)整運(yùn)行狀態(tài)，24小時不間斷保障電力穩(wěn)定輸送。智能監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時追蹤線路運(yùn)行狀態(tài)，無論是導(dǎo)線舞動、設(shè)備溫度異常，還是外部環(huán)境變化，都能第一時間預(yù)警，為工程安全穩(wěn)定運(yùn)行裝上“智慧大腦”。
新能源電量占比超50%，綠色成為從發(fā)電到運(yùn)維全鏈條的底色
綠電，是“寧電入湘”工程的鮮明特點(diǎn)。工程配套電源裝機(jī)容量1764萬千瓦，其中新能源1300萬千瓦，包括風(fēng)電400萬千瓦、光伏發(fā)電900萬千瓦，新能源裝機(jī)占比超過70%。每年向湖南輸送的電量中，新能源電量占比超50%，可減排二氧化碳1600萬噸。
要實(shí)現(xiàn)新能源電量占比超一半，并非易事。宋勝利介紹：“最大的難點(diǎn)是風(fēng)光出力的波動性和用電需求的規(guī)律性不匹配。風(fēng)光出力是不受控的，比如太陽能，中午光照強(qiáng)的時候出力高，晚上就沒有了；風(fēng)能也一樣時有時無。但受電端的用電需求有自己的規(guī)律，比如白天工業(yè)用電、居民用電多，晚上需求減少，這就導(dǎo)致風(fēng)光發(fā)的電和實(shí)際需要的電很難實(shí)時匹配?！?/span>
宋勝利表示，為了應(yīng)對風(fēng)光出力的波動，傳統(tǒng)的火電等調(diào)節(jié)性電源就要發(fā)揮作用，補(bǔ)充電力缺口。比如在晚上多發(fā)火電，白天風(fēng)光出力高的時候，火電就減少出力，通過這樣的方式盡量保證輸送到湖南的電力穩(wěn)定。未來，隨著儲能技術(shù)的成熟，就能實(shí)現(xiàn)在中午太陽足、風(fēng)光出力多的時候把多余的電存起來，等需要時再調(diào)用，屆時新能源的利用就會順暢很多。
在輸送綠電的同時，“綠色”更是貫穿始終的硬標(biāo)準(zhǔn)。
針對特高壓工程運(yùn)行后可能帶來的噪聲污染、工業(yè)廢水問題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)采取了一系列精細(xì)化治理措施。宋勝利介紹：“換流站產(chǎn)生的廢水會通過專用管道輸送至污水處理廠集中處理，實(shí)現(xiàn)污水‘零外排’。在減少噪聲方面，換流站的核心設(shè)備優(yōu)先選用低噪聲材料，同時在變壓器周邊加裝降噪板、圍墻等隔音設(shè)施，將運(yùn)行噪聲牢牢鎖在換流站之內(nèi)。即便在功率滿負(fù)荷運(yùn)行時，噪聲也能保持在合規(guī)水平，減少對周邊居民與生態(tài)帶來的影響?！?/span>
工程穿（跨）越25處生態(tài)敏感區(qū)、11處水源保護(hù)區(qū)，在線路施工過程中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)盡可能減少在這些區(qū)域范圍內(nèi)的立塔數(shù)量，同時嚴(yán)格按照生態(tài)恢復(fù)方案施工，塔基開挖后及時回填復(fù)綠，最大限度降低對地表植被的擾動。
來自寧夏的綠電，已經(jīng)通過了暑期用電高峰的“檢驗(yàn)”。
每年夏季用電高峰，湖南常面臨電力供應(yīng)緊張的壓力。今年6月29日，“寧電入湘”工程試運(yùn)行，形成400萬千瓦穩(wěn)定送電能力。7月12日，湖南全省電力負(fù)荷創(chuàng)歷史新高時，該工程單日送電量達(dá)7200萬千瓦時。待到9月底工程全面投運(yùn)后，800萬千瓦的滿負(fù)荷輸送能力將占湖南全省用電量的1/6，為千萬家庭提供穩(wěn)定電力支持，讓“炎夏用電無虞”成為常態(tài)，為湖南生產(chǎn)生活注入強(qiáng)勁動力。
