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绿电“天路”——“青豫特高压”启动输电满周年


 大江网   2021-07-18 20:39:04 来源:新华网 编辑:欧阳百惠 作者:
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      新华社西宁7月17日电题:绿电“天路”——“青豫特高压”启动输电满周年

      新华社记者

      131亿千瓦时!

      这是青海—河南±800千伏特高压直流工程启动输电一周年交出的成绩单。

      2020年7月15日,世界上首条主要输送风光新能源的青豫特高压开始输电。源自青藏高原的太阳能、风能等清洁电力,跨过崇山峻岭,源源不断直送中原大地。

      一线牵青豫,“减碳”赋新篇。成功破解风光新能源供电稳定性、外送安全性等世界性难题后,青豫特高压为拓宽“西电东送”通道、助力东中西部减碳协作奠定坚实基础。

      6月17日拍摄的青豫特高压直流工程(无人机照片)。新华社记者吴刚摄

       一条“天路”能输送1/3个三峡大坝发电量

      青海是黄河、长江和澜沧江发源地。这里太阳能、风能资源得天独厚,仅太阳能理论装机容量可达35亿千瓦,约占全国的11%。然而,太阳能、风能时有时无、时大时小,发电间歇性特点突出,很难满足规律而稳定的电力需求。

      地处中原腹地的河南,人口密集、产业聚集。由于火力发电发展空间受限,仅靠自身难以保障能源供应,导致全省用电缺口大幅增加。

      2018年11月,青豫特高压开工建设。这条具有标志性意义的特高压线路,起于青海省海南藏族自治州,止于河南省驻马店市,途经青、甘、陕、豫4省,线路全长1563千米,输送容量800万千瓦,总投资约226亿元。

      突破施工环境海拔高、新冠肺炎疫情影响等难题,去年7月15日青豫特高压实现双极低端系统带电投运,去年底正式投运。“从立项到投运,仅用时两年,刷新了同类工程施工速度。”青海送变电工程有限公司现场施工负责人曾生伟说。

      自此,不少中原大地居民家中,灯仍是原来那盏灯,而驱动的电能已是来自千里之外青藏高原的绿电。

      生产果汁果酱的河南华荣食品有限公司,是驻马店市上蔡县的用电大户。公司负责人岳春长介绍,过去为保居民用电,每到冬夏高峰期,公司不时要被限电一两天,“公司停产一天就损失近30万元”。

      “青豫特高压变电站离公司直线距离28公里。这个变电站供电后,去年下半年以来都没有接到过限电通知了。”岳春长说。

      “依靠清洁能源互补能力,青豫特高压实现远距离大规模输送新能源的突破。一秒的输电量就够一个普通家庭使用两年。”青豫特高压起点、青南换流站站长李斌善说,这也将给青海新增8800台主流风机同时发电的新能源消纳能力。

      经过调试,青豫特高压如今每天从青藏高原向中原大地输送3000万千瓦时绿电,支撑青海光伏、风力发电利用率保持在95%左右。

      随着配套电源建设,青豫特高压预计到2023年底可实现满功率运行。届时这条电力“高速公路”每年将输送绿电412亿千瓦时,相当于1/3个三峡大坝的发电量,约占目前河南省年用电量的1/8。

      6月17日在青海省黄南藏族自治州河南蒙古族自治县拍摄的青豫特高压直流工程。新华社发(谢莉蓉摄)

       “活蹦乱跳”风光新能源实现安稳外送

      “风光无限好,只是难驾驭。”这是电力行业对风光新能源的普遍评价。

      国网青海电力调度控制中心主任方保民说,受太阳能、风能特性制约,通常新能源在电网输送能源中占比在30%左右,剩余得靠水火常规能源来调节和平衡。但青豫特高压主要以输送新能源为主,对电网安全运行是一个前所未有的挑战。

      “新能源直流特高压运行中,最担心出现类似跳闸的双极闭锁情况,会在极短时间内出现电压大幅波动。”国网青海电力公司调度员卢国强说,光伏和风机遇到电压大幅波动时会自动脱网,“大量电源集中脱网,意味着电力输送瞬时骤减,导致大面积停电造成安全事故。”

      针对这些挑战,几乎全国电力行业最强技术力量聚集攻关后,最终确定通过在电源侧安装小型分布式调相机等技术来破解。

      “调相机是稳定电网电压的重要电力装置。”哈尔滨电机厂副总经理李春廷说,尽管大型调相机技术已相对成熟,但要研发用于保障电能质量的分布式调相机,“难度相当于从过去听音乐常用的大型收录机,研制出全世界首台小型‘随身听’”。

      接到青豫特高压的研制需求,哈尔滨电机厂等企业迅速组织专业队伍投入研发,在不到8个月时间内完成世界首台分布式调相机的设计、制造和验证,为青豫特高压配套电源增添稳定的“安全罩”。

      “分布式调相机的成功研制,意味着今后运行100%输送风光新能源的直流特高压也不存在任何安全技术障碍。”中国电力科学研究院高级专家李志强说。

      安全问题解决了,如何让时有时无、时强时弱的新能源发电量曲线变成电网所需的平稳水平线呢?这又是一个涉及发电、输电、电力交易和消费的复杂系统问题。

      国网青海电力公司发展策划部副主任刘庆彪打了个比方:特高压就像一叶舟,过去主要输送稳定可调节的火电、水电,而青豫特高压主要输送“活蹦乱跳”的风光新能源,舟上负载极不稳定,“要保证平稳运行不翻船,难度可想而知”。

      基于青海“风光”资源特点,青豫特高压配套电源装机按2:1的比例,优化光伏和风电布局配比,白天以光伏为主,晚上以风电为主,形成风光互补格局。

      光热发电、共享储能等新技术、新模式也被用于调峰。位于青海海西蒙古族藏族自治州戈壁滩上的一座50兆瓦电源侧储能电站,2019年被接入青海电网系统调度,成为全国首座接入大电网的共享式储能电站。

      中国绿发青海新能源公司生产技术部主任刘茁汉介绍,现在这座储能电站在大电网出现新能源消纳难时集中充电,需要调峰时放电。“实现共享储能后,电站运行效率比传统模式提升38%,既辅助电网消纳新能源,又能提升经济收益。”

      业内人士介绍,目前青海正在规划建设100万千瓦电化学储能站、总装机容量240万千瓦的抽蓄储能电站。随着这些项目落地,风光新能源的稳定供电难题将得到进一步化解。

      “为解决新能源高占比输电带来的调峰难题,青豫特高压还依托大数据平台和多能互补技术提升新能源管控水平,以调峰补偿机制调动发电、输电和用电侧消纳新能源的积极性。”方保民说,如此确保光伏和风机所发电量尽可能全部输送,出现缺口时再由水电、火电常规能源补充兜底。

      7月8日,在青海省海南藏族自治州共和县,牧民向占魁在清理羊圈中的杂草。新华社记者张曼怡摄

       绿电“天路”背后减碳贡献满满

      走进海南藏族自治州共和县塔拉滩戈壁上的绿色产业发展园区,一排排深蓝色光伏板在阳光下熠熠生辉,一群群“光伏羊”时而啃食青草,时而奔跑追逐。

      每天清晨,共和县铁盖乡马汉台村牧民向占魁都会背上食物和水,将园区委托的2000多只羊和自家70只羊,带到光伏发电区放养。

      “以前荒滩都不长草,装上光伏板后,底下青草旺盛,羊也吃得膘肥体壮。”向占魁说,两年前他受聘为园区羊倌,每月工资3000元,自家羊也能继续养,“收入多了,环境好了,现在的生活攒劲得很!”

      这个园区为青豫特高压提供配套电源支撑,目前已建成占地面积230平方公里的千万千瓦级可再生能源基地,助力青海省新能源装机占比超过60%、成为全国新能源装机比例最高的省份。同时,园区还新增近3000个就业岗位,帮助一大批牧民像向占魁一样在家门口就业。

      “园区为青豫特高压提供稳定新能源,也收获了生态修复和畜牧业发展的多重效果。”海南州绿色产业发展园区管委会副主任安峰军说,利用生态恢复后的草地,光伏发电与生态畜牧实现了有机结合。

      青豫特高压投运,不仅新增一条“西电东送”输电通道,同时也带来满满的减碳贡献。

      仅从每年满功率输送电量计算,这些清洁能源相当于替代原煤1800万吨,能减排烟尘1.4万吨、二氧化硫9万吨、氮氧化物9.4万吨、二氧化碳2960万吨。同时,青豫特高压运行中探索的新能源参数改造、分布式调相机等新规范、新装备,目前正推广运用到陕西—湖北特高压等新建项目中。

      国网经济技术研究院输电网规划中心主任工程师蒋维勇表示,青豫特高压中探索应用的“新能源+储能+分布式调相机”等技术路线,能有效破解风光新能源分时段消纳、远距离输送等系列难题,将为稳步提高新能源在能源结构中占比,助推电力领域“碳达峰、碳中和”带来示范效应。(采写记者李劲峰、骆晓飞、解统强、耿辉凰)

      2020年12月27日拍摄的青豫特高压直流工程青海段。新华社发(王国栋摄)

      7月8日在青海省海南藏族自治州共和县光伏产业园拍摄的一处塔式光热发电项目。新华社记者张曼怡摄

      一名牧民在青海省海南藏族自治州共和县光伏产业园区内放牧(2019年6月16日摄)。新华社记者吴刚摄

      羊群在青海省海南藏族自治州共和县光伏产业园吃草(2019年6月16日摄,无人机照片)。新华社记者吴刚摄

     



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