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途經(jīng)5省市的白鶴灘至江蘇特高壓直流工程日前投產(chǎn)

又一條西電東送“高速路”竣工(產(chǎn)經(jīng)觀察·重大工程捷報(bào)傳④)

本報(bào)記者 丁怡婷
2022年07月27日08:10 | 來源:人民網(wǎng)-《人民日報(bào)》
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  7月1日,途經(jīng)四川、重慶、湖北、安徽、江蘇5省市,全長2080公里的白鶴灘至江蘇±800千伏特高壓直流工程(以下簡稱“白鶴灘—江蘇工程”)竣工投產(chǎn)。從此,位于川滇交界之處的白鶴灘水電站發(fā)出的綠色電能,僅需7毫秒便能到達(dá)千里之外的江蘇。從西部山區(qū)到東部沿海,全線3萬余名建設(shè)者克服了哪些挑戰(zhàn),工程又能帶來哪些效益?記者進(jìn)行了采訪。

  每年可輸送的綠色電能相當(dāng)于南京市半年的用電量

  特高壓直流,被稱作“電力高速公路”,具有點(diǎn)對點(diǎn)直達(dá)、輸送容量大、送電距離長、線路損耗低等優(yōu)勢。國家電網(wǎng)特高壓部副主任種芝藝介紹,以白鶴灘水電站泄洪時(shí)每秒48米的最大水流速計(jì)算,江水從四川涼山彝族自治州流到江蘇蘇州市大約需12個(gè)小時(shí),但發(fā)出的水電通過特高壓直流工程輸送,只需7毫秒。

  對我國來說,“電力高速公路”作用十分重要。我國能源生產(chǎn)和消費(fèi)呈逆向分布,中東部地區(qū)能源消費(fèi)量占全國的70%多,生產(chǎn)量占比卻不足30%,重要能源基地主要分布在西部地區(qū),長期以來形成了西電東送等能源流向格局。這就需要通過發(fā)展特高壓,在全國范圍內(nèi)優(yōu)化能源配置、保障電力供應(yīng)。

  白鶴灘—江蘇工程正滿足了這一需求。一方面,水電是清潔綠色可再生能源,四川水電資源豐富,技術(shù)可開發(fā)容量達(dá)1.48億千瓦,約占全國總量的1/5。截至去年底,四川水電裝機(jī)容量達(dá)8900多萬千瓦,居全國首位。另一方面,隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省江蘇的用電需求也與日俱增。

  “白鶴灘—江蘇工程輸電能力達(dá)800萬千瓦,占白鶴灘水電站總裝機(jī)的一半,每年可向江蘇送電300多億千瓦時(shí),同時(shí)增送四川豐水期的富余水電40億至60億千瓦時(shí),大幅提高了水電利用效率?!眹W(wǎng)四川電力特高壓建設(shè)指揮部常務(wù)副總指揮胡國強(qiáng)介紹,“十四五”時(shí)期,還將建成白鶴灘—浙江特高壓直流工程、開工建設(shè)金沙江上游—湖北特高壓直流工程,進(jìn)一步提高四川水電外送能力。

  國網(wǎng)江蘇電力建設(shè)分公司副總經(jīng)理陳兵告訴記者,去年,江蘇全社會(huì)用電量首次突破7000億千瓦時(shí),從外省凈輸入電量超過17%。而白鶴灘—江蘇工程年輸送電量相當(dāng)于南京市半年的用電量,能讓江蘇外來電量最大接納能力提升32.5%,不僅能更好滿足江蘇當(dāng)?shù)赜秒娫鲩L需求,還能與華東已有特高壓工程互相配合,增強(qiáng)電網(wǎng)水電、火電互濟(jì)能力。

  運(yùn)輸難、空間小、跨河道,建設(shè)者們攻克了諸多難題

  作為我國西電東送的重點(diǎn)工程,白鶴灘—江蘇工程效益明顯,但跨越?jīng)坝勘剂鞯拇蠼蠛?、穿行險(xiǎn)峻無人的大山大嶺,建設(shè)過程殊為不易??恐腔酆秃顾?,建設(shè)者們攻克了諸多難題。

  應(yīng)對運(yùn)輸難題,“螞蟻搬大象”。

  位于四川涼山彝族自治州布拖縣的布拖換流站,是工程的起點(diǎn)站,電流出發(fā)前要先在這里從交流電“變身”為直流電。換流變壓器是換流站的“心臟”,單臺重量可達(dá)350噸,相當(dāng)于七八十頭成年亞洲象的重量。在路窄彎急的大涼山運(yùn)輸52臺這樣的“巨無霸”,難度可想而知。

  “從西昌火車站到布拖換流站有139公里山路。單是翻越海拔3300米的爾烏山,就要經(jīng)過215處S形彎道、62處U形急彎,平均每走280米就要拐一個(gè)180度的大彎?!眹W(wǎng)四川電力特高壓大件運(yùn)輸技術(shù)保障組組長李劍說,運(yùn)輸用的液壓板車安裝了180個(gè)輪胎,還得配置4輛牽引車,整個(gè)車組長70米、幾乎占據(jù)了全部路寬,平均時(shí)速只有5公里,稍不注意很容易側(cè)翻。每到轉(zhuǎn)彎處,李劍都要提前下車觀察路線、隨車行走提醒司機(jī)。

  克服艱苦條件,“山巔立鐵塔”。

  “四川樂山和涼山交界處的無人區(qū),最大落差1800米,四周都是懸崖峭壁,一臺設(shè)備都放不下,十幾米深的基坑只能靠人工一點(diǎn)點(diǎn)挖掘。即便如此,大家硬是在山尖上‘拼’出了一塊地!”白鶴灘—江蘇工程川2標(biāo)段無人區(qū)施工項(xiàng)目部經(jīng)理虞佳旻說,一些塔位最大坡度超過50度,作業(yè)面非常狹窄,塔材只能用索道,運(yùn)送一根組裝一根,常常20天才能立好一座鐵塔。

  跨越長江航道,“銀線渡江河”。

  對于白鶴灘—江蘇工程安徽段的建設(shè)者來說,讓導(dǎo)線順利跨越2500米寬的長江蕪湖段,無疑是最大挑戰(zhàn)。為了保證導(dǎo)線與江面的安全距離,兩岸主跨越塔設(shè)計(jì)高度達(dá)278.2米、接近100層樓高,重量達(dá)2200多噸,這是全線路跨度最大、塔身最高、單基最重的跨越塔。安徽段長江大跨越施工隊(duì)隊(duì)長韓仲瑞介紹:“僅與塔腿段連接的單根塔管就重17噸,連接處由26個(gè)螺栓固定,每個(gè)螺栓重35斤,這樣的螺栓全塔大概需要2000個(gè),都必須嚴(yán)絲合縫地對接上?!?/p>

  長江蕪湖段長年運(yùn)輸繁忙,日均船舶流量達(dá)四五千艘次,工程需要展放22根導(dǎo)線和地線,施工量不小。如何盡可能減少對封航的影響?“10多年前我們展放導(dǎo)線用的是‘一牽一’方式,現(xiàn)在是‘二牽三’,好比2匹馬拉3架車,20天就可以完成,工期大為縮減?!表n仲瑞說。

  擺脫濃霧影響,“北斗來導(dǎo)航”。

  在白鶴灘—江蘇工程重慶段,最讓建設(shè)者們犯愁的是濃霧多發(fā),會(huì)影響導(dǎo)地線的弧垂觀測?!斑^大的弧垂既可能造成相間短路等安全隱患,也會(huì)限制線路的輸送能力?!卑Q灘—江蘇工程渝3標(biāo)段項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)顕鴱?qiáng)介紹,他們利用北斗的高精度定位雷達(dá)測控,能夠在非可視條件下判定導(dǎo)線安裝是否到位,精度可達(dá)到正負(fù)2毫米,從而有效解決大霧、夜間等情況下的弧垂觀測難題,將工程進(jìn)度提升15%以上。

  強(qiáng)化技術(shù)自主創(chuàng)新,研制出20種新設(shè)備、19項(xiàng)新技術(shù)

  鐵塔、銀線搭建好了,要讓綠色電能安全穩(wěn)定送達(dá),還離不開許多創(chuàng)新技術(shù)和設(shè)備。在江蘇蘇州市,占地面積相當(dāng)于47個(gè)足球場的虞城換流站,是白鶴灘—江蘇工程的終點(diǎn)站。在這里,直流電再次“變身”為交流電分發(fā)到周邊區(qū)域。虞城換流站也是世界首座采用“常規(guī)直流+柔性直流”混合級聯(lián)接線的換流站。

  “這座換流站集成了常規(guī)直流輸電大容量、遠(yuǎn)距離、低損耗,以及柔性直流輸電控制靈活、系統(tǒng)支撐能力強(qiáng)等優(yōu)勢?!狈N芝藝解釋說,如果把常規(guī)直流比作火車,只能在平整軌道上行駛,柔性直流就像越野車,泥巴路、石子路等較差的路況也能應(yīng)對,對電網(wǎng)強(qiáng)弱沒有高要求?!安粌H如此,柔性直流還能反過來支撐電壓和頻率、支持電網(wǎng)黑啟動(dòng)等,為了攻克這項(xiàng)混合級聯(lián)特高壓直流輸電技術(shù),近百家企業(yè)和科研單位花費(fèi)了3年多時(shí)間。”

  虞城換流站還面臨著另一道考驗(yàn):作為直流電和交流電的轉(zhuǎn)換端,當(dāng)交流系統(tǒng)嚴(yán)重故障時(shí),直流側(cè)會(huì)為了保護(hù)設(shè)備立即跳閘停運(yùn),但此時(shí)交流系統(tǒng)還在灌入能量。如何將這部分能量快速消耗掉,以便使故障切除后系統(tǒng)快速恢復(fù)正常呢?

  建設(shè)者們研制出相當(dāng)于“安全氣囊”的可控自恢復(fù)消能裝置。當(dāng)交流系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),這一裝置可以作出毫秒級響應(yīng),吸收多余能量,防止換流閥等關(guān)鍵設(shè)備因電壓過高而損壞;也能免去故障恢復(fù)后直流系統(tǒng)重新啟動(dòng)的時(shí)間,從而大幅提升華東電網(wǎng)受電能力。

  “可控自恢復(fù)消能裝置的內(nèi)部還集成了大容量避雷器、超高速觸發(fā)開關(guān)、快速機(jī)械開關(guān)等設(shè)備。以高約14米的避雷器塔為例,每層由136只避雷器組成,5層共680只,兩套消能裝置就安裝了1360只?!眹W(wǎng)江蘇電科院輸變電技術(shù)中心主任楊景剛介紹。

  設(shè)備上崗前需要“體檢”,但采用傳統(tǒng)方法對避雷器進(jìn)行高壓試驗(yàn),每天只能完成約13只。依此計(jì)算,至少需要連續(xù)試驗(yàn)3個(gè)月,難以跟上工程建設(shè)進(jìn)度。為此,科研人員研究了整體加壓試驗(yàn)方法,可以同時(shí)對每層136只避雷器進(jìn)行試驗(yàn),讓檢測時(shí)間大大縮短。

  在白鶴灘—江蘇工程,類似的創(chuàng)新設(shè)備和方法還有很多:給換流變壓器“瘦身”,自主研發(fā)世界首臺單柱線圈結(jié)構(gòu)換流變壓器,雙柱變單柱,可以降低負(fù)載損耗約25%、溫升降低約10攝氏度,延長設(shè)備使用壽命;為工程研發(fā)“超級大腦”,升級控制保護(hù)系統(tǒng),使得最快控制周期由75微秒縮短至10微秒,并將運(yùn)行方式由過去的40多種增加至252種,增加系統(tǒng)的靈活性……“白鶴灘—江蘇工程創(chuàng)新研制了20種新設(shè)備、19項(xiàng)新技術(shù),在強(qiáng)化電網(wǎng)工程技術(shù)自主創(chuàng)新方面具有較強(qiáng)的示范意義?!狈N芝藝很自豪。

  穩(wěn)增長、惠民生、優(yōu)環(huán)境,國家電網(wǎng)今年還將盡早開工8項(xiàng)特高壓工程

  “之前都在家附近找零工干,還是頭一回參加這么大的工程。”來自湖北宜昌的吊車司機(jī)習(xí)永福參與了白鶴灘—江蘇工程湖北段的施工,在項(xiàng)目部每月收入可觀,很是開心。工程投運(yùn)后,他又跟著施工隊(duì)轉(zhuǎn)場到了白鶴灘—浙江特高壓工程。

  對于四川馬邊彝族自治縣柱上村村民立克達(dá)石來說,特高壓工程為運(yùn)輸材料而修建的道路,打通了竹筍、天麻等山貨的外運(yùn)通道?!耙郧跋律娇刹蝗菀祝傻缴截浐髷€起來,四五天才下趟山,時(shí)間一長,賣不上好價(jià)錢。如今有了盤山路,當(dāng)天就能用摩托運(yùn)下山,新鮮得很,有時(shí)一天能賺600多元。”立克達(dá)石高興地說。

  據(jù)介紹,白鶴灘—江蘇工程總投資307億元,可增加就業(yè)崗位超過2萬個(gè),增加輸變電裝備制造業(yè)產(chǎn)值約180億元,帶動(dòng)電源等相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資約1000億元,有效助力穩(wěn)增長、惠民生。此外,工程還能為綠色低碳發(fā)展作出貢獻(xiàn)。“華東地區(qū)燃煤電廠分布較為密集。白鶴灘—江蘇工程投產(chǎn)后,每年輸送的清潔電能可推動(dòng)華東地區(qū)減少發(fā)電用煤1400萬噸,可減排二氧化碳2542萬噸、二氧化硫25萬噸、氮氧化物22萬噸?!狈N芝藝介紹。

  目前,國家電網(wǎng)已累計(jì)建成29項(xiàng)特高壓工程,在運(yùn)在建特高壓工程線路長度達(dá)到4.5萬公里,相當(dāng)于繞地球赤道一圈多;跨區(qū)跨省輸電能力達(dá)到2.4億千瓦,超過10個(gè)三峽電站的裝機(jī)容量。根據(jù)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》,“十四五”期間,我國將完善華北、華東、華中區(qū)域內(nèi)特高壓交流網(wǎng)架結(jié)構(gòu),為特高壓直流送入電力提供支撐,建設(shè)川渝特高壓主網(wǎng)架,完善南方電網(wǎng)主網(wǎng)架。到2025年,西電東送能力達(dá)到3.6億千瓦以上。

  “國家電網(wǎng)將全力加大電網(wǎng)投入,今年電網(wǎng)投資5000億元以上,將達(dá)到歷史最高水平。我們還將盡早開工川渝主網(wǎng)架、張北—?jiǎng)倮?、武漢—南昌、黃石特高壓交流,金上—湖北、隴東—山東、寧夏—湖南、哈密—重慶特高壓直流等8項(xiàng)特高壓工程,開工一批500千伏及以下重點(diǎn)電網(wǎng)項(xiàng)目。”國家電網(wǎng)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹。


  《 人民日報(bào) 》( 2022年07月27日 18 版)

(責(zé)編:袁菡苓、羅昱)

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