跨越千里送电 西电东送为大湾区建设注入澎湃动能

来源:  光明日报       作者:吴春燕 唐一歌 徐亦菲      发布时间:2023-8-14 16:50  |  

突破“无人区”,把核心技术牢牢掌握在自己手中

投产3年来,截至6月25日,世界第七、中国第四大水电站——乌东德水电站累计发电量突破1000亿千瓦时,其中大部分送往粤港澳大湾区。而要将如此丰沛的水电安全送达,离不开一条水电输出的“大动脉”——乌东德电站送电广东广西特高压多端柔性直流示范工程。

这项西电东送重点工程的起点在云南昆北换流站,落点分别在广西柳州换流站和广东龙门换流站,因此它还有一个好听的简称——“昆柳龙直流工程”。它的投产增加了我国西电东送南通道18%的送电能力。而更引人注目的是,它创造了19项世界第一。

“每项世界第一都可以写一篇大文章。”中国工程院院士李立浧表示,“这是一个领跑世界的超级工程。它的投产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了宝贵的经验。”

为满足远距离、大容量、高利用率的能量输送,又能确保受电端广西、广东电网的系统安全稳定,昆柳龙直流工程在世界上首次采用特高压多端混合直流系统,即送电端是常规直流,两个受电端是柔性直流。柔性直流是新一代直流输电技术,是常规直流输电技术的换代升级,它比传统的常规直流更安全灵活,让复杂的电网变得更加可靠、可控。

在这19项世界第一的背后,是成套设备从无到有、从“0”到“1”的艰难攻关。其中,相当于工程“心脏”的核心设备柔性直流换流阀(以下简称“柔直阀”)是工程能否实现自主可控的关键所在。

“柔直阀的‘黑模块’会直接导致输电系统故障停运,这是个世界级难题,直接阻碍了柔直技术在大容量、远距离输电中的大规模应用。面对这一世界难题,我们的团队进行自我加压,大胆提出了杜绝‘黑模块’的终极目标。”南方电网超高压公司基建部总经理、柔直阀攻关团队组长任成林告诉记者,团队将“高可靠性功率模块旁路技术研究”作为攻关的重中之重,针对八大技术难点开展了连续集中攻关。

同时,为实现柔直阀核心器件绝缘栅双极型晶体管的国产化,任成林组织国内相关科研院所专家长住设备、器件生产工厂,在数不清的通宵达旦中与一线生产者一起研讨、攻坚,解决了额定电流运行失效等一系列技术难题。

从概念到具体方案,从研究设计到实施,历经18个月的全力攻坚,攻关团队成功解决了柔直阀关键参数、设计、生产、试验等40余项核心问题,攻克了“黑模块”技术壁垒,并成功实现了柔直阀关键设备器件由基本依赖进口到自主化率100%的转变,关键性能指标超过同类进口产品。

“通过科研攻关和工程建设,我们把核心技术牢牢掌握在了自己手中,提升了中国电力行业在国际上的话语权和影响力,也进一步提升了我国电力装备制造业的总体水平和竞争力。”任成林说。

如今,这颗国产“心脏”已稳定可靠“跳动”了两年多,经受住了长期高温满负荷运行的考验,新技术将是今后广东开发海上风电,实现大规模风电场并网的更优选择。

践行绿色发展理念,留住大湾区的蓝天白云

中国经济高速发展,对能源的需求将持续不断,但完全依靠传统化石能源将面对巨大的环境压力。尽可能地增加清洁能源在能源构成中的比例,显示了中国未来能源转型的巨大决心。

据介绍,粤港澳大湾区已初步建成清洁能源消纳比重最高的世界级湾区电网。

2022年,南方电网西电东送电量达到2156亿千瓦时,其中水电等清洁能源占比达到80.7%。利用西电东送大平台,南方五省区区域内的水电、风电、光伏发电等基本实现了“满发满送”。

“粤港澳大湾区每3度电中就有1度来自西电东送。”南方电网超高压公司总经理陈兵告诉记者,截至目前,有18条西电东送大通道落点广东,年送电量最高超过2000亿千瓦时,等效于每年为大湾区减少标煤消耗约5700万吨。

清洁电能的汇入,在保障粤港澳大湾区享有充足电力的同时,也助力留住了大湾区的蓝天白云。

据统计,2022年,广东省空气质量6项主要污染物指标连续8年全面达标,珠三角PM2.5平均浓度在全国“三大经济圈”中率先进入“1字头”(19微克/立方米)。在今年1月生态环境部公布的2022年全国空气质量排名前20的城市中,位于珠三角地区的惠州、深圳、珠海、中山、肇庆占据5席。

“大湾区空气质量的持续改善,与长期以来西电东送带来的能源结构优化密切相关,西电东送对改善广东大气环境质量有重要贡献。”广东省环境科学研究院相关人员在接受记者采访时说。

与此同时,通过西电东送大平台引入的西部绿电,让大湾区广大企业直接购买绿电多了一种选择。

“粤港澳大湾区汇集了众多头部外资外贸企业和科技知名企业,这些企业对‘绿电交易’有着迫切需求。”南方电网公司相关人员告诉记者,目前该公司正在研究推进跨省跨区“绿电交易”,让粤港澳大湾区有绿电需求的企业直接向西部的风电、光伏发电企业购买电量,提前锁定绿电权属,实现生产模式向低碳化转型。

南方电网发布的《2022年度绿色电力消费报告》显示,在参与南方区域2022年绿电交易的262家电力用户中,超五成用户年绿电消费电量在300万千瓦时以上,企业购买绿电更加积极。其中,广东以国企和跨国外企为主,各自绿电消费占比均超40%。

“绿色电力产生的排放量低于传统电力,可以帮助我们减轻碳排放,提高绿色生产比例。”广州宝洁有限公司相关负责人告诉记者,目前该公司使用的绿电占到企业实际用电量的98%以上,今年企业还将持续参与“绿电交易”。

加快建设步伐,保障大湾区高质量发展能源需求

入夏以来,中国南方区域用电负荷连日走高。7月10日,南方电网最高电力负荷达2.26亿千瓦,创历史新高。7月11日16时50分,南方电网统调负荷达2.272亿千瓦,再次创新高,较前一天增加148万千瓦。其中广东7月10日最高电力负荷达到1.39亿千瓦,创下今年新高。

2023年6月,广州夜景。新华社发

为了保障夏季用电高峰的电力供应,西电东送助力粤港澳大湾区的电网建设的步伐也从未停止。

“面对今年电力负荷不断攀升,我们从支撑南方区域电力保供大局出发,锚定‘防范电网系统风险、提升电网送电能力、加快新增电源送出’目标,坚持系统思维、创新思维,加快推进电网基建工程高质量建设。”任成林告诉记者。

5月14日,运用在西电东送特高压换流站的±800千伏直流高速开关研制成功。产品顺利通过中国机械工业联合会的鉴定,鉴定专家一致认为:产品整体水平达到国际领先水平,填补了我国直流高速开关设备系列产业链空白。

6月24日,世界单套容量最大静止同步补偿器装置在深圳正式建成。工程有效提升深圳电网动态无功支撑能力,为深圳地区的迎峰度夏保供电提供有力保障。

像这样自主研发、用于保障电网安全的“黑科技”越来越多。“我们将围绕先进电工材料及新型装备、大规模新能源直流送出工程安全稳定运行等关键领域,持续布局战略性、引领性技术创新。”南方电网高级专业技术专家吕金壮告诉记者。

而对于老百姓,最大的切身感受就是用电的便利。在广州生活了28年的刘阿姨告诉记者,“现在真的很少有停电的情况,想不起来上次停电是什么时候。这背后离不开电网工作人员的坚守和奉献。”

(编辑:王星

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