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乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程投产

12月27日10时许,由南方电网公司投资建设的国家西电东送重点工程乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程(简称昆柳龙直流工程)正式启动投产送电,较计划提前半年。

乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程线路全长1452公里,跨越云南、贵州广西、广东四省(区)。

作为世界第七大水电站——乌东德水电站的主要送出“大动脉”,工程从云南出发,跨过1452公里的高山河湖,把电站丰沛的水电分别送往广东和广西的用电负荷中心。其提前投产,为寒冷的今冬送上充足的“民生电”,更为两省区送上清洁的“生态电”。

工程预计每年送电330亿度,相当于海南省一年的全社会用电量。它有效解决“十三五”末及中长期云南水电消纳问题,为满足“十四五”和后续粤港澳大湾区经济发展用电需求奠定坚实基础。预计,工程投产后,南方电网的非化石能源电量占比,将从2019年的52.9%提升至54%甚至更高。

工程在科技创新上取得了重大的突破,是国家首个特高压多端直流示范工程,是世界首个特高压柔性直流工程,也是目前世界上电压等级最高、输送容量最大的多端混合直流工程。

工程采用安全性、灵活性、稳定性更高的柔性直流技术。在此之前,世界上柔性直流的最高电压等级为±500千伏,工程则提升到前所未有的±800千伏。世界特高压输电技术从此迈进柔性直流时代。

为高效送出水电,又确保广东、广西电网受入巨量电能时的安全稳定,工程首创多端混合直流输电技术,送电端采用常规直流,广东和广西2个受电端采用柔性直流,打造柔性直流输电的“港珠澳大桥”。

工程创造了19项电力技术的世界第一,主要设备自主化率100%,有力带动国内相关装备制造业的高端化和设备的国产化。南方电网与国内相关厂家共同研发的柔性直流关键芯片(IGBT)成功应用到工程中,打破了国外少数厂家的垄断。

由于线路要穿越众多复杂的地理和气候环境,工程还首创架空线路直流故障自清除技术。当遭遇外界环境冲击突然短路时,工程能在0.5秒内恢复正常运行,保障这条能源“大动脉”的稳定输送。

据了解,南方电网主网架已经发展成为世界上技术最先进、结构最复杂、运行最稳定的大电网之一。伴随着工程的建成投产,“十三五”期间南方电网全面建成了6大直流工程,以及海南联网二回交流海缆工程,已经形成了八条交流、十一条直流的跨省西电东送大电网,西电东送总能力超过5800万千瓦。

国之重器的龙头带动作用凸显

提前半年投产,拉动产业投资近800亿元

2020年3月24日,施工中的乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程线路广东段跨越清远北江。

工程于2018年3月29日由国家发展改革委核准批复建设,采用±800千伏特高压三端混合直流系统,输送容量800万千瓦。工程总投资242.49亿元,线路起于昆北换流站,落点在广西柳北换流站和广东龙门换流站,途经云南、贵州、广西、广东四省区,简称昆柳龙直流工程。

工程建设规模大、工期紧、任务重,技术创新点多,关键设备研发难度大,且没有现成经验可以借鉴,挑战巨大。南方电网公司举全公司之力推动工程建设。

据介绍,今年公司克服了疫情带来的重重困难,工程建设高峰期全线投入11000余人,较原计划增加20%以上,新增吸纳了工程沿线地区大量人员就业,全力稳就业保就业。工程有效带动了包括原材料、电力设备、电力电子器件、设计、施工、监理、检测等在内的电力产业链上下游众多企业的复工复产达产,参建单位达40余家、物资供应商达150家,拉动社会投资约780亿元,在保产业链供应链稳定方面发挥了重要作用。

作为乌东德水电站的水电送出工程,额定输送容量约占乌东德水电站总装机容量的80%。今年7月,工程提前30天实现第一阶段投产送电,有效服务乌东德电站首批机组投产。

南方电网公司切实落实习近平总书记关于“加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局”的重大部署,进一步加大投资力度、加快建设进度,实现昆北—柳北—龙门三端提前半年带电投产。

据了解,“十三五”期间,南方电网西电东送累计售电量突破1万亿度,是“十二五”期间的1.5倍。2020年迎峰度夏期间,云南、贵州日均输电通道利用小时数达到21.9小时,西电东送通道利用率高达91%,为历年最高水平。

央企创新国家队主力军作用凸显

创下19项世界第一,主要设备自主化率100%

乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程广东受端龙门换流站直流场。

“这是一个领跑世界的超级工程。它的提前投运标志着我国特高压直流输电技术提升到空前水平,开创出新的输电模式,为世界电网发展提供大量宝贵的经验。”中国工程院院士、南方电网公司专家委员会主任委员李立浧表示。作为世界级工程,其技术难度、复杂性都达到了当前输变电领域的世界最高水平。

自工程建设以来,南方电网公司整合国内科研、设计、制造等单位,集中优势技术资源和力量开展科技攻关,组建了柔直换流阀、控制保护、柔直变及电抗器、开关及套管等四个技术攻关团队,解决了“单一模块故障导致系统闭锁”、系统运行方式优化等世界级难题,在世界上率先建成系统全面的特高压多端混合柔性直流技术知识产权体系,创造了19项世界第一,进一步擦亮“特高压”的国家名片。

特别是,南方电网公司全力推动关键原材料(器件)研发与应用,牵头解决“卡脖子”问题,维护特高压直流技术全产业链安全。工程包括大容量柔性直流换流阀、柔性直流变压器、桥臂电抗器在内的主要设备自主化率100%,原材料(器件)国产化率大幅提升。

中国工程院院士、南京南瑞继保电气有限公司董事长沈国荣表示,工程推动了中国柔性直流输电技术保持国际领先的地位,并通过“需求拉动”,促进能源电力产业链上下游企业及各方创新能力的快速提升。

据介绍,在进口量最大的关键器件(IGBT)上,南方电网公司与中国中车共同研发,一举突破,在工程上实现该器件在高低端、全半桥、多型号的全面试用,并得到了有效验证,关键性能指标超过同类进口产品。

工程自第一阶段投产以来,连续满负荷稳定运行,累计送电超50亿度,运行指标、安全可靠水平世界领先,充分验证了产业链整体制造水平。

“工程的投产标志着远距离大容量输电进入特高压柔性直流输电时代。”浙江大学教授、国际电气电子工程师学会(IEEE)会士徐政表示,工程不但具有重大的现实意义,而且具有深远的历史意义。

落实新发展理念的排头兵作用凸显

100%输送可再生能源,能源优势转化为经济优势

南方电网超高压公司成立的“党员突击队”“青年突击队”在工程建设中带头攻坚克难。

当前,我国在推动高质量发展中促进经济社会发展全面绿色转型,力争在2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和。

数据显示,广东省接收西电东送电量已连续9年维持正增长,近两年均达到2000亿度以上,约占广东全省用电量的30%,每年为广东企业减少用电成本约80亿元。西电东送为粤港澳大湾区打造绿色低碳的“生态湾区”、实现PM2.5浓度逐年下降目标作出了积极贡献。

工程投产后,其年输送电量预计达330亿度,全部为可再生能源,相当于每年减少煤炭消耗950万吨、减排二氧化碳2500万吨,有效促进节能减排和大气污染防治,将使南方区域天更蓝、地更绿、水更清、生态环境更美,对于粤港澳大湾区及广西电力负荷中心能源供应实现清洁化及经济性双重目标具有现实意义。

不久前,随着乌东德右岸电厂9号机组顺利投运,云南省电源装机突破1亿千瓦,达10073万千瓦。云南水能利用率从2017年的88%提升至2019年的99.3%,预计2020年也将达到99%以上,已基本实现全额消纳。该工程将进一步提升云南水电消纳能力,同时对风、光等新能源的大规模开发利用起到推动作用。

行业人士认为,为实现中国承诺的2030年前碳达峰和2060年前碳中和目标,新能源占比必将大幅增加。柔性直流在新能源并网,特别是高比例甚至纯新能源、分布式新能源、远海风电等传统输电技术方案实现难度大的领域大有可为、前景广阔。

来源:国际电力网

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