专为清洁能源外送建设的青海—河南±800千伏特高压直流工程累计输电119.59亿千瓦时

一线连青豫 闪亮新能源

20210611期来自:人民日报

保障稳定供电

本报记者 刘成友 姜 峰 王 梅 刘雨瑞

续两个月超过水电,担当主力电源。持续稳定的电力供给,为青海绿色电能大规模外送打下了基础。

青海绿色电能经济、可靠地输送到有需要的远方。”

变压器旁,巨大的散热风扇不停转动,“每台变压器重500吨,6台编为一组,换流站共有4组24台变压器。”李斌善介绍说,电流经过4组变压器升压至800千伏,相同电功率作用下,升高电压可以减小电流,同样起到降低损耗的作用。

更令李斌善骄傲的是,站内设备已基本实现国产化。“工程建设中,已攻克掌握特高压直流规划设计、试验研究、设备研制等关键技术,提升电能输送的安全性、经济

来自青海多地的绿色电能,汇集到海南藏族自治州共和县的塔拉滩。这里坐落着青豫直流工程的首端站:青南

从光伏光热到水光互补,创新驱动助力青海打造国家清洁能源产业高地,新能源发展多项指标居全国前列

光能、风能发电波动性、间歇性较强,往往靠天吃饭,而电力供应最看重稳定性。新能源大规模开发利用的瓶颈如何突破?

通过青豫直流工程输送河南的绿色电能,主要来自青海海南藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州的两个千万千瓦级可再生能源基地。

出海西蒙古族藏族自治州格尔木市东行30公里,来到海西多能互补集成优化国家示范工程基地。这里地处太阳能资源富集的柴达木盆地,茫茫戈壁上,一个个蓝色光伏发电板整齐排列,一座座风力发电机迎风转动。

不远处,矗立着一座白色高塔。“这是光热电站的集热塔,高188米。以高塔为圆心,环绕分布着4000多面镜片,每面镜片面积约138平方米。”青海广恒新能源有限公司副总经理曾需要介绍。

镜片的名字很形象:定日镜。它们把太阳能聚焦到集热塔顶部的吸热器,加热吸热器内的特制熔盐。夜晚,当光伏电站停止运转时,加热后的特制熔盐持续释放热能,再通过换热系统产生蒸汽,推动汽轮机发电。

“别小看光热的能量,一座集热塔工作一天,就能满足10万户居民一天的用电需要。”曾需要说,“通过示范推广‘以热补光’,让新能源发电有了可靠支撑。”

在海南藏族自治州黄河峡谷地带,距离龙羊峡水电站约50公里处的一片草地上,如今建起了装机规模85万千瓦的水光互补光伏电站。

“新的水光互补技术可将原本随机、波动、间歇的光伏电,调整为均衡、优质、安全的稳定电源并送入电网。”国家电投集团黄河上游水电开发有限公司龙羊峡发电分公司综合部副主任于海青介绍,“我们白天优先使用光伏发电,夜晚则由水电机组接力发电,保障新能源的最大化消纳和电网的优化运行。”目前,这座水光互补光伏电站一年发电量已占龙羊峡水电站的1/4。

除了硬件布局,多能互补系统的软件革新是提升新能源供给质量的又一关键。为适应大规模光伏发电并网运行的技术要求,青海近年来着力开展光伏功率预测技术攻关并完成系统升级。在此基础上,青海牵头承担了国家重点研发计划“多能源电力系统互补协调调度与控制”项目,并在青海省电网调控中心上线,实现对水、火、风、光、热、储等多种类型电源的协调调度。

“这套多能互补调度系统能够给出电网运行的最佳方案,让多种能源的深度融合实现‘1+1>2’的效果。这样的技术能力是青海大规模发展新能源的重要基础。”国家电网青海省电力公司调度控制中心主任方保民说,“十三五”期间,国网青海电力的新能源消纳利用率保持在95%左右。

依托丰富的水、光、风、热能资源禀赋,坚持创新驱动,青海近年来积极推动国家清洁能源示范省建设,着力打造国家清洁能源产业高地。截至今年5月底,青海电网总装机规模4050万千瓦,其中水电1193万千瓦、光伏1591万千瓦、风电853万千瓦、光热21万千瓦,新能源装机占比、集中式光伏发电量均居全国前列。

连续7天,连续9天,连续15天,连续31天——2017年至2020年,青海不断刷新全省范围内绿电供电持续时间纪录。“十四五”开局之年,青海新能源发电又创佳绩:2至3月,新能源发电量连

图 :青海海南藏族自治州千万千瓦级可再生能源基地。

本报记者 刘雨瑞摄

图 :青海海西蒙古族藏族自治州多能互补集成优化国家示范工程基地光热电站。

王国栋摄

图 :在海南藏族自治州贵南县境内,施工人员在青海—河南 800千伏特高压直流工程一标段建设现场组装铁塔。

王国栋摄

本版责编:孔祥武 杨 彦孙 振 戴林峰版式设计:沈亦伶

性、环境友好性。”

“比如换流变压器的配套组装,要克服‘一远一大’两个技术难题。”李斌善说,一般情况下,换流变压器需在生产制造厂内完成组装、试验再运送至换流站,但国内换流变压器生产厂商主要集中在东部地区。同时,高原气压低,可能会导致散热困难、外绝缘性能降低等问题,这就要求设计尺寸更大的换流变压器。

为解决“远”的问题,国家电网公司决定采用现场组装技术:外地购买零件,西宁市组装,再通过公路运输至塔拉滩。“由于设备巨大,我们在国家电网青海省电力公司西宁检修基地建设了特高压换流变压器组装厂房。”李斌善说。

“大”的问题解决难度更大。“设计尺寸更大的换流变压器,意味着很多零部件需要重新设计。”国家电网青海省电力公司电力科学研究院党委书记张节谭带我们走进组装厂房附近的高海拔高电压实验室高压试验大厅,“从工程设计阶段开始,研究人员便针对高原环境特点,从变压器外部绝缘、耐压强度、材料选用等多个方面进行考量和设计,通过技术手段解决相关问题。”

在高达60余米的试验大厅,张节谭介绍了这里的几个大型检测设备:一个是方形的变压器温升试验装置,是变压器的“体温计”;旁边是数十米高的冲击电压发生器,又被称作“人工打雷器”,可瞬间产生电压等级近乎雷击的电流;还有换流变压器局部放电试验系统,可以给变压器做“心电图”……在这里,研究人员开展了高海拔环境下 800千伏特高压阀厅空气净距试验等几十项试验,所有换流变压器均成功完成设计、通过检测。

“变压器线圈等关键设备要经过‘浸油’处理,这层‘保护膜’不仅可以提高绝缘介质系数,还能提升设备的耐腐蚀能力。但在高原低气压条件下,设备‘浸油’速度慢,花费时间要比平原多几倍。”为此,张节谭团队开发了加压“浸油”工艺,在保证质量的前提下通过特殊加压手段提升了速度,“节约下来的时间对我们加快项目进度有很大帮助。”

2020年8月,首台 800千伏高端换流变压器整套出厂试验顺利完成。

建设绿色工程

秉持工匠精神,科学施工、安全施工,绿色理念贯穿工程建设全过程

2020年初,青豫直流工程首台低端换流变压器刚刚运抵青南换流站工地,新冠肺炎疫情突如其来,施工进程因此中断。复工后,如何科学施工、安全施工,确保项目按期投运?青海送变电工程公司变电施工分公司副经理吴建平那时候来到塔拉滩支援青南换流站建设,直到项目正式投产前没有回过一趟家。

身材瘦高的吴建平,皮肤晒得黝黑。他和团队负责位于换流站内右侧蓝色厂房的气体绝缘组合电器设备的安装、调试。“它好比整座换流站的‘窗口’,绿色电能都要先到这里‘报到’,再流向换流站各处。”

设备由6根直径约1米、长700多米的套管排列组成。“管壁仅有几厘米厚,管内正中是直径15厘米的铜线,运行电压达到750千伏,套管内的六氟化硫气体是良好的绝缘材料。”吴建平说,整套设备的安装,对精密度、防尘级别要求极高,套管内不能有一粒灰尘,否则就会影响绝缘效果,造成局部放电,影响设备安全。

搭建围栏、铺设防尘网、设置风淋室……那段时间,吴建平和同事们采取各种办法,确保套管内一尘不染。最终,设备一次性通过测试,吴建平高兴得当场跳了起来。

工程建设过程中,精细的施工作业还有很多。“青海境内两个标段200多公里长的线路需要验收和调试,线路不长,但所处地段海拔高、环境恶劣。”国家电网青海省电力公司检修公司输电检修中心带电作业班班长翁钢说,“去年4月底开始,我们60多名职工全员出动,验收这200多公里线路,持续70天。”

“当时的情况是,施工完一段就验收一段。每一颗螺丝我们都用扳手拧过,每一寸导线都仔细检查过。”那段经历,翁钢至今难忘。

最多的一次,翁钢所在的检修班一天内验收了48座输电塔。“在平均海拔3000多米的高原工地上,上上下下48回,每回都要爬上爬下几十米,每回都要全面巡检。”翁钢说,“为了把青海的绿色电能送出去,这些付出,值!”

既要科学施工,更要绿色施工,“将绿色电能输送通道建成绿色工程”是广大施工人员的共同心愿。

青豫直流工程线路三成的塔位需要架设在高原沼泽地带,“午后起大风、夜来风雪袭”是家常便饭,工程建设难度大。2020年元宵节刚过,施工队伍就来到海南藏族自治州贵南县,驻扎在了这里的沼泽地带。

“架设电塔时,为了保护植被,我们在地面铺了棕垫,同时坚持不用重型机械,作业要靠人拉肩扛。”青海送变电工程公司负责青豫直流工程青海段第二标段施工的总工程师张彦斌指向一棵不足一人高的树,“施工时本来要伐掉,但想到高原上长棵树不容易,我们把它移植到了旁边。”

施工过程中,这样的故事还有很多:高原作业山路蜿蜒,考虑到重型工

powered by 闻道