131億千瓦時!
這是青(qing)海—河南±800千伏特高壓(ya)直流工程啟(qi)動輸電一周年交(jiao)出的成績單。
2020年7月15日,世界上首條(tiao)主要輸送(song)風光新(xin)能源的青豫特高壓(ya)開始(shi)輸電。源自青藏(zang)高原(yuan)的太陽能、風能等清(qing)潔電力,跨過崇山峻嶺,源源不斷直送(song)中原(yuan)大地。
一(yi)線牽青豫,“減(jian)碳”賦(fu)新(xin)篇。成功破解風(feng)光新(xin)能(neng)源供(gong)電(dian)穩定性、外送安全性等世界性難題后,青豫特(te)高壓為拓寬“西電(dian)東(dong)送”通道、助力東(dong)中(zhong)西部減(jian)碳協作奠定堅(jian)實基(ji)礎。
6月(yue)17日拍攝的青豫特高壓直流(liu)工程(無人(ren)機(ji)照(zhao)片(pian))。新華社記者吳(wu)剛攝
一條“天路”能輸送1/3個三峽大壩發電量
青(qing)海是黃河、長江和瀾滄江發源地。這里太(tai)陽(yang)(yang)(yang)能、風能資(zi)源得天獨厚,僅太(tai)陽(yang)(yang)(yang)能理論裝機容量(liang)可達35億(yi)千瓦,約占(zhan)全國的11%。然(ran)而(er),太(tai)陽(yang)(yang)(yang)能、風能時有(you)時無、時大時小,發電(dian)(dian)間歇性特點突出,很(hen)難滿足規律而(er)穩定的電(dian)(dian)力需求。
地處中原(yuan)腹地的河(he)南,人(ren)口密集、產業(ye)聚集。由(you)于火力(li)發電(dian)發展空間受(shou)限(xian),僅靠自身難以保(bao)障能源供(gong)應,導(dao)致全省用(yong)電(dian)缺口大幅增(zeng)加(jia)。
2018年11月,青(qing)豫特(te)高壓開(kai)工建設。這條具有標(biao)志性(xing)意義的特(te)高壓線路(lu),起于(yu)青(qing)海(hai)省(sheng)海(hai)南(nan)藏族自治州(zhou),止(zhi)于(yu)河(he)南(nan)省(sheng)駐(zhu)馬店市,途經青(qing)、甘、陜、豫4省(sheng),線路(lu)全長1563千米,輸(shu)送容量800萬(wan)千瓦,總(zong)投資約(yue)226億元。
突破施工(gong)(gong)環(huan)境海拔高、新(xin)冠(guan)肺(fei)炎疫(yi)情(qing)影(ying)響(xiang)等難題(ti),去(qu)年7月15日(ri)青豫(yu)特高壓(ya)實現雙極低端(duan)系統帶(dai)電投運(yun),去(qu)年底正式投運(yun)。“從立項(xiang)到投運(yun),僅(jin)用時(shi)兩(liang)年,刷新(xin)了(le)同類工(gong)(gong)程施工(gong)(gong)速度。”青海送變(bian)電工(gong)(gong)程有限公(gong)司(si)現場施工(gong)(gong)負責人曾(ceng)生(sheng)偉說(shuo)。
自此,不少(shao)中(zhong)原大地居民家(jia)中(zhong),燈(deng)仍(reng)是原來那盞燈(deng),而驅動的電能(neng)已(yi)是來自千(qian)里之外青(qing)藏高原的綠電。
生產果(guo)汁果(guo)醬的河南華榮食品有限(xian)公司(si),是駐馬店市上(shang)蔡縣的用(yong)電大戶。公司(si)負責人(ren)岳春長(chang)介紹,過去為保居民(min)用(yong)電,每到冬夏高峰期,公司(si)不時要被限(xian)電一兩天(tian),“公司(si)停產一天(tian)就損失近30萬元(yuan)”。
“青豫特高壓變(bian)電(dian)(dian)站離公司(si)直線距(ju)離28公里。這個變(bian)電(dian)(dian)站供(gong)電(dian)(dian)后,去年下半(ban)年以來都(dou)沒有接到過限電(dian)(dian)通知(zhi)了。”岳(yue)春長(chang)說。
“依靠(kao)清(qing)潔能(neng)(neng)(neng)源互補能(neng)(neng)(neng)力,青(qing)豫特高壓實現(xian)遠距離(li)大規模輸送(song)新(xin)能(neng)(neng)(neng)源的突破(po)。一秒的輸電量就夠一個普通家庭(ting)使用兩年。”青(qing)豫特高壓起點、青(qing)南換(huan)流站站長李(li)斌善說,這(zhe)也將給青(qing)海新(xin)增(zeng)8800臺(tai)主流風機(ji)同時發(fa)電的新(xin)能(neng)(neng)(neng)源消納能(neng)(neng)(neng)力。
經(jing)過調(diao)試,青(qing)豫(yu)特高壓如今每天從青(qing)藏高原向中(zhong)原大(da)地輸送(song)3000萬千瓦時綠電,支撐青(qing)海光(guang)伏、風(feng)力發電利用率保持在95%左右。
隨著配(pei)套電源(yuan)建設,青(qing)豫特高壓(ya)預計到2023年(nian)底可(ke)實現滿功率運行。屆時這條電力“高速公(gong)路”每年(nian)將輸(shu)送綠電412億千瓦時,相當于(yu)1/3個三峽大壩(ba)的發(fa)電量,約占目前河南(nan)省(sheng)年(nian)用電量的1/8。
6月17日在青(qing)(qing)海省黃南藏族自(zi)治州(zhou)河南蒙古族自(zi)治縣拍(pai)攝(she)的青(qing)(qing)豫特高壓(ya)直流工程。新華社發(謝莉蓉(rong)攝(she))
“活蹦亂跳”風光新能源實現安穩外送
“風光(guang)無限好,只(zhi)是難駕馭。”這(zhe)是電力(li)行業對(dui)風光(guang)新(xin)能(neng)源的普遍評(ping)價。
國網青海電(dian)(dian)力調度(du)控制中心(xin)主任方保民說(shuo),受太陽能、風能特(te)性制約,通常新能源(yuan)在電(dian)(dian)網輸(shu)送能源(yuan)中占比(bi)在30%左右,剩余得(de)靠水火常規(gui)能源(yuan)來調節和平(ping)衡(heng)。但青豫特(te)高壓主要以輸(shu)送新能源(yuan)為主,對(dui)電(dian)(dian)網安(an)全(quan)運(yun)行是一個前所未有的挑戰。
“新能源(yuan)直(zhi)流特高壓運行(xing)中,最擔心出(chu)(chu)現類似跳閘的雙(shuang)極閉鎖情(qing)況,會在極短時間內出(chu)(chu)現電(dian)壓大幅(fu)波動(dong)(dong)。”國網青海電(dian)力公司調度員盧(lu)國強說,光伏和風(feng)機遇到電(dian)壓大幅(fu)波動(dong)(dong)時會自(zi)動(dong)(dong)脫網,“大量電(dian)源(yuan)集中脫網,意味著電(dian)力輸送瞬時驟減,導致大面積(ji)停電(dian)造成安(an)全事故(gu)。”
針對這(zhe)些挑戰,幾乎(hu)全國(guo)電力行業最(zui)強技術力量聚集攻關后,最(zui)終確定通過在電源側(ce)安裝小型分布式調相機等技術來破解。
“調相機(ji)是穩定電網電壓的(de)重要(yao)電力裝置(zhi)。”哈爾濱電機(ji)廠副總(zong)經理(li)李春廷說(shuo),盡管大型(xing)調相機(ji)技(ji)術(shu)已相對成熟,但要(yao)研(yan)發用于保障電能質(zhi)量的(de)分布(bu)式調相機(ji),“難(nan)度相當于從(cong)過去聽(ting)(ting)音樂常用的(de)大型(xing)收錄機(ji),研(yan)制出(chu)全世界首臺(tai)小(xiao)型(xing)‘隨(sui)身聽(ting)(ting)’”。
接(jie)到(dao)青豫特高壓的(de)研(yan)制(zhi)(zhi)需求,哈爾濱電(dian)機廠等企業(ye)迅速(su)組織專(zhuan)業(ye)隊伍投入(ru)研(yan)發,在不到(dao)8個月時間(jian)內(nei)完成世(shi)界首臺分布式調相機的(de)設計、制(zhi)(zhi)造(zao)和(he)驗證,為(wei)青豫特高壓配(pei)套電(dian)源(yuan)增添穩定的(de)“安全(quan)罩”。
“分布式調相機的(de)成功研(yan)制(zhi),意味著今后運(yun)行100%輸送風光新能(neng)源的(de)直流特高壓(ya)也不存在任何安全技術障礙(ai)。”中國電(dian)力科學研(yan)究(jiu)院高級專家李志強說。
安(an)全(quan)問題(ti)解決(jue)了,如(ru)何(he)讓時有時無、時強時弱的(de)新能源(yuan)發(fa)電(dian)(dian)量曲線變成電(dian)(dian)網所需的(de)平(ping)穩水(shui)平(ping)線呢?這又是一(yi)個涉及發(fa)電(dian)(dian)、輸電(dian)(dian)、電(dian)(dian)力交易和消費(fei)的(de)復雜系統問題(ti)。
國(guo)網青海(hai)電(dian)(dian)力公(gong)司發展策劃部副主任(ren)劉慶彪打了個(ge)比方:特(te)高壓就像一葉舟,過(guo)去主要(yao)輸送(song)(song)穩(wen)定(ding)可調節的(de)火電(dian)(dian)、水電(dian)(dian),而(er)青豫特(te)高壓主要(yao)輸送(song)(song)“活(huo)蹦亂跳(tiao)”的(de)風光新能(neng)源,舟上(shang)負載極不穩(wen)定(ding),“要(yao)保證平穩(wen)運行不翻(fan)船,難度可想而(er)知”。
基于(yu)青海“風(feng)光”資(zi)源特(te)點(dian),青豫特(te)高壓配套電源裝機(ji)按(an)2:1的(de)比例(li),優化光伏和風(feng)電布(bu)局配比,白天以(yi)光伏為(wei)主,晚上以(yi)風(feng)電為(wei)主,形成風(feng)光互補(bu)格局。
光熱發電(dian)(dian)、共(gong)(gong)享儲(chu)能等新技術(shu)、新模式也(ye)被用于調(diao)峰。位于青海(hai)(hai)(hai)海(hai)(hai)(hai)西蒙古族藏族自治州戈壁灘上的一座50兆(zhao)瓦電(dian)(dian)源側儲(chu)能電(dian)(dian)站,2019年被接入青海(hai)(hai)(hai)電(dian)(dian)網(wang)系(xi)統調(diao)度(du),成為全(quan)國首座接入大電(dian)(dian)網(wang)的共(gong)(gong)享式儲(chu)能電(dian)(dian)站。
中國綠(lv)發青(qing)海新(xin)能(neng)源公司(si)生產技(ji)術(shu)部(bu)主任劉茁漢介紹,現(xian)在這座儲(chu)能(neng)電(dian)(dian)站在大電(dian)(dian)網出現(xian)新(xin)能(neng)源消納難時(shi)(shi)集中充電(dian)(dian),需要調峰(feng)時(shi)(shi)放電(dian)(dian)。“實現(xian)共(gong)享儲(chu)能(neng)后,電(dian)(dian)站運行效率比(bi)傳統模式提升38%,既輔助電(dian)(dian)網消納新(xin)能(neng)源,又能(neng)提升經濟(ji)收益。”
業內人士介紹,目(mu)前青(qing)海正在規劃(hua)建設100萬千(qian)瓦電(dian)化學儲(chu)能站、總裝機容量240萬千(qian)瓦的抽蓄儲(chu)能電(dian)站。隨著這些項目(mu)落地(di),風光新(xin)能源(yuan)的穩定供(gong)電(dian)難題將得到進一(yi)步化解(jie)。
“為解決(jue)新能(neng)(neng)源(yuan)高(gao)占比(bi)輸電(dian)帶來的調(diao)峰難題,青豫特高(gao)壓還依托大數據平(ping)臺和(he)多能(neng)(neng)互補(bu)技(ji)術(shu)提升新能(neng)(neng)源(yuan)管控水平(ping),以調(diao)峰補(bu)償機制調(diao)動發電(dian)、輸電(dian)和(he)用電(dian)側消納新能(neng)(neng)源(yuan)的積(ji)極性(xing)。”方(fang)保(bao)民說,如此(ci)確(que)保(bao)光(guang)伏和(he)風(feng)機所發電(dian)量盡可能(neng)(neng)全部輸送,出現缺口時再由(you)水電(dian)、火電(dian)常(chang)規能(neng)(neng)源(yuan)補(bu)充(chong)兜(dou)底。
7月8日,在(zai)青海省海南藏族自治州共和(he)縣,牧民向(xiang)占魁在(zai)清理羊(yang)圈(quan)中(zhong)的雜草。新華社記者張曼怡攝(she)
綠電“天路”背后減碳貢獻滿滿
走(zou)進海南藏族自治(zhi)州共和縣塔拉(la)灘戈壁上(shang)的綠色產業(ye)發(fa)展園區(qu),一(yi)排排深藍色光伏板在(zai)陽光下熠(yi)熠(yi)生輝,一(yi)群群“光伏羊”時而(er)啃食青草,時而(er)奔(ben)跑追(zhui)逐(zhu)。
每天清晨,共和縣鐵(tie)蓋鄉(xiang)馬漢臺村牧民(min)向占魁(kui)都會背上食物和水,將園區(qu)委托的2000多只(zhi)(zhi)羊(yang)和自家70只(zhi)(zhi)羊(yang),帶到光伏發電區(qu)放養。
“以前荒灘都不長草,裝上光(guang)伏板后,底下青草旺盛,羊也(ye)吃(chi)得膘肥體壯。”向(xiang)占魁(kui)說,兩年前他受(shou)聘為園區羊倌,每月工資(zi)3000元,自家(jia)羊也(ye)能(neng)繼續(xu)養(yang),“收(shou)入(ru)多(duo)了(le)(le),環境好了(le)(le),現在(zai)的(de)生活攢(zan)勁(jing)得很!”
這個園(yuan)(yuan)區(qu)(qu)為青豫特高壓提供配(pei)套(tao)電源(yuan)(yuan)支撐,目前已建(jian)成(cheng)占地面(mian)積230平方(fang)公里的(de)千(qian)萬千(qian)瓦(wa)級可再生能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)基(ji)地,助力青海省(sheng)新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)裝機占比(bi)超過(guo)60%、成(cheng)為全(quan)國新能(neng)(neng)源(yuan)(yuan)裝機比(bi)例最高的(de)省(sheng)份。同時(shi),園(yuan)(yuan)區(qu)(qu)還(huan)新增近(jin)3000個就(jiu)業(ye)崗位,幫助一大批(pi)牧民像向占魁(kui)一樣在家門口(kou)就(jiu)業(ye)。
“園區為青豫(yu)特高壓(ya)提供穩定新(xin)能源,也收獲了(le)生態(tai)修(xiu)復和畜牧業發(fa)展的多重效果。”海(hai)南州綠色產業發(fa)展園區管委會副主(zhu)任(ren)安峰軍說,利用(yong)生態(tai)恢復后的草地,光伏(fu)發(fa)電與生態(tai)畜牧實現了(le)有機結合。
青豫特高壓投(tou)運,不僅新增一條“西電東(dong)送”輸電通道(dao),同時也帶來(lai)滿(man)滿(man)的減(jian)碳(tan)貢(gong)獻。
僅從每年(nian)滿(man)功(gong)率輸送電量計算,這(zhe)些清潔能源(yuan)相當于替(ti)代(dai)原煤1800萬(wan)(wan)噸(dun)(dun),能減排煙塵1.4萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)、二氧(yang)(yang)化硫9萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)、氮氧(yang)(yang)化物9.4萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)、二氧(yang)(yang)化碳2960萬(wan)(wan)噸(dun)(dun)。同時,青豫特(te)高(gao)壓(ya)運行中(zhong)探索的(de)新能源(yuan)參(can)數改(gai)造、分布式調相機等(deng)(deng)新規范、新裝(zhuang)備(bei),目(mu)前(qian)正推廣運用到陜西—湖北特(te)高(gao)壓(ya)等(deng)(deng)新建項目(mu)中(zhong)。
國網經濟技(ji)術(shu)研究(jiu)院(yuan)輸電網規(gui)劃中心主任(ren)工程(cheng)師蔣(jiang)維勇表示(shi),青(qing)豫特高壓中探索(suo)應(ying)用的“新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)+儲(chu)能(neng)(neng)+分布式調相機”等技(ji)術(shu)路線,能(neng)(neng)有效破解風(feng)光新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)分時段消(xiao)納(na)、遠距離輸送(song)等系(xi)列難題,將為(wei)穩步(bu)提高新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)在能(neng)(neng)源(yuan)結構(gou)中占比,助(zhu)推電力領域“碳達峰(feng)、碳中和(he)”帶來示(shi)范效應(ying)。
2020年12月27日拍攝的青豫特高壓直流工程青海段(duan)。新華社發(王國(guo)棟攝)
7月8日(ri)在(zai)青海省海南(nan)藏族自治州共和縣光伏(fu)產業園(yuan)拍攝的一處(chu)塔式光熱發(fa)電項目。新華社記者張曼怡攝
一名牧民在(zai)青(qing)海省(sheng)海南藏族自(zi)治州共和縣光伏產業園(yuan)區內放(fang)牧(2019年6月16日攝)。新華社記者吳(wu)剛攝
羊群(qun)在青海省海南藏族自治州(zhou)共和縣(xian)光伏產業園吃(chi)草(2019年6月(yue)16日攝(she),無人(ren)機(ji)照(zhao)片)。新華社(she)記者吳剛攝(she)