6月21日,雅中—江西±800千伏特高壓直流工程正式投運(yùn),該工程是國家電網(wǎng)有限公司服務(wù)“西電東送”能源戰(zhàn)略、保障西部水電消納、滿足中東部地區(qū)綠色發(fā)展需求的重大輸電項目。
西南水電資源豐富,其開發(fā)外送對我國加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)具有重要意義。跨省跨區(qū)輸電通道如何更大范圍配置清潔能源?雅中—江西±800千伏特高壓直流工程又有什么新特點?本報記者帶你一探究竟。
川電入贛 “西電東送”再添清潔能源大動脈
“國家電網(wǎng)有限公司雅中—江西±800千伏特高壓直流工程竣工投產(chǎn)!”6月21日,隨著國家電網(wǎng)有限公司董事長、黨組書記辛保安的宣布,雅中—江西±800千伏特高壓直流輸電工程正式竣工投運(yùn),我國“西電東送”再添清潔能源大動脈,贛鄱大地期盼已久的特高壓夢想成真。
地大物博的中國西南,江河縱橫、峰巒起伏,自然資源豐富,水電資源更是盈千累萬。西南地區(qū)是我國最大的水電基地,“五江一河”(金沙江、雅礱江、瀾滄江、怒江、雅魯藏布江、大渡河)有著豐富的水電資源。但自新中國成立以來的很長一段時間,西南地區(qū)水電基礎(chǔ)薄弱,技術(shù)力量不足,區(qū)域內(nèi)較大的電廠都是孤立供電,互不聯(lián)通,豐富的水電資源利用率并不高。
20世紀(jì)80年代初,我國提出了“西電東送”的宏偉構(gòu)想。加快西南水電建設(shè)、送出,成為撬動西部大開發(fā)形成新格局的重要支點,對于加快電力轉(zhuǎn)型、促進(jìn)能源電力高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。
特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展為西南水電高效外送提供了不可或缺的輸送通道。2010年7月至2014年7月,三大特高壓直流工程——±800千伏復(fù)奉(向家壩—上海)、錦蘇(錦屏—蘇南)、賓金(溪洛渡—浙江)工程先后投運(yùn)。三大特高壓直流輸電工程承擔(dān)著80%以上的四川水電外送任務(wù),將巴蜀“富甲天下”的水電資源送往了2000千米以外中國經(jīng)濟(jì)最富活力的區(qū)域,有力保障了華東地區(qū)的用電需求。
2020年,《中共中央、國務(wù)院關(guān)于新時代推進(jìn)西部大開發(fā)形成新格局的指導(dǎo)意見》發(fā)布,“繼續(xù)加大西電東送等跨省區(qū)重點輸電通道建設(shè),提升清潔電力輸送能力”赫然在列。如今,中國力爭在2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年實現(xiàn)碳中和,要達(dá)成這一宏偉目標(biāo),同樣需要充分利用水、風(fēng)、光等資源,構(gòu)建清潔、低碳的新型能源體系。
以雅中—江西±800千伏特高壓直流工程為例,該工程是“十四五”期間國家電網(wǎng)建成投運(yùn)的第一個特高壓直流輸電工程,是四川第四條特高壓外送通道,也是首個落地江西的特高壓工程。江西是一次能源匱乏的中部內(nèi)陸省份,能源對外依存度高,迫切需要建設(shè)大容量輸電通道、引進(jìn)區(qū)外電力,以滿足未來電力需求長期較快增長的需要。
雅中—江西±800千伏特高壓直流工程承擔(dān)著雅礱江中游水電送出任務(wù),每年可向江西地區(qū)輸送電量400億千瓦時,可滿足雅礱江中游梯級電站清潔能源外送消納及白鶴灘電站首批機(jī)組投產(chǎn)的送出需求,將有效緩解江西等地迎峰度夏期間的供電緊張局面。工程投運(yùn)后,將直接帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資超過1000億元,為四川經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展提供強(qiáng)大的動力支撐和能源保障。
“十四五”期間,國家電網(wǎng)規(guī)劃建成7回特高壓直流,新增輸電能力5600萬千瓦。到2025年,國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)跨省跨區(qū)輸電能力將達(dá)到3億千瓦,輸送清潔能源占比達(dá)到50%。通過大電網(wǎng)的廣泛互聯(lián)互通,國家電網(wǎng)將大幅提高清潔能源的送出效率,進(jìn)一步推動清潔能源轉(zhuǎn)型。
逆行出征 綠色工程守護(hù)綠水青山
雅中—江西±800千伏特高壓直流工程起于四川省涼山州的雅中換流站,止于江西省撫州市的南昌換流站,途經(jīng)四川、云南、貴州、湖南和江西5省,線路全長1696千米,是一項復(fù)雜且龐大的工程。
國網(wǎng)四川省電力公司建設(shè)管理的川云段起于四川省涼山州,止于云南省昭通市,線路全長428.607千米,沿線以高山峻嶺為主,最高海拔3500米,山區(qū)地形占比近70%,地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、氣候瞬息萬變,材料運(yùn)輸和施工作業(yè)困難,生態(tài)環(huán)境保護(hù)要求高。
為加快推進(jìn)工程建設(shè),2018年11月,國網(wǎng)四川電力成立雅中—江西±800千伏特高壓直流工程領(lǐng)導(dǎo)小組,設(shè)立國網(wǎng)四川電力特高壓工程建設(shè)指揮部,與沿線各級黨委政府建立政企聯(lián)動機(jī)制,有序推進(jìn)屬地協(xié)調(diào)工作,對“制度、人員、措施”進(jìn)行多維度保障,將各類問題解決在了施工前。
然而,工程的難度之大還是超出了施工人員的想象。
“難!難!難!”提起川云段建設(shè),身經(jīng)百戰(zhàn)的川1標(biāo)段施工2隊隊長黃定紅連連感嘆。黃定紅回憶,施工區(qū)域山連著山,氣候環(huán)境極端惡劣,隊員們不僅要克服新冠肺炎疫情蔓延、森林火災(zāi)易發(fā)、對外協(xié)調(diào)難和多次地震的影響,還要戰(zhàn)勝高海拔、雨雪和大霧等不利條件。
每年的7月至9月是涼山地區(qū)的雨季,2020年夏季的雨水特別多,最長一次連續(xù)下了20天,道路不是被雨水淹沒,就是被雨水沖斷甚至塌方。冒著大雨,黃定紅和隊員們采取鋪設(shè)鋼板和卷簾式鋪路機(jī)的方式,保證了施工進(jìn)場道路安全暢通。
N0477號塔位于海拔3500米的螺髻山,現(xiàn)場最大風(fēng)力可達(dá)10級以上,最低溫度達(dá)到零下8攝氏度,肆虐的寒風(fēng)像要把人撕裂一樣。“在山上,我們抬著200公斤的塔材,每走10米就必須停下來大口喘氣,歇上好一會兒,但在平原地區(qū),我們可以一口氣走上20多米。”黃定紅說。
山路運(yùn)輸也是川云段建設(shè)的一大挑戰(zhàn)。大件運(yùn)輸駕駛員關(guān)雪波告訴記者,雅中換流站換流變壓器單臺最重達(dá)340噸,運(yùn)輸車貨總重近500噸,最長運(yùn)輸距離5300千米。其中,西昌火車站至雅中換流站139千米的山路運(yùn)輸,經(jīng)過31座橋梁、2處隧道、2座大山,全程彎道213處、U形回頭彎19處,運(yùn)輸難度很大。最終,他們克服跨專業(yè)修橋、道路升級改造、連續(xù)暴雨、山體滑坡、路面積雪覆冰等困難,完成了雅中換流站24臺運(yùn)行換流變壓器運(yùn)輸任務(wù)。
此外,指揮部還重點關(guān)注了工程的自然保護(hù)情況,致力于打造綠色工程。根據(jù)地形地貌和植被情況,指揮部制定了單基鐵塔環(huán)水保措施,按照“先攔后棄、先圍后挖、表土剝離、及時恢復(fù)”的原則,完成表土剝離回覆4.7萬平方米、恢復(fù)耕地41.2萬平方米、播撒草籽39萬平方米、修筑擋墻護(hù)坡537平方米、灌木移植1647株;修建索道328條運(yùn)輸工器具和材料,使施工物料與地面植被分離,最大限度減少了對生態(tài)環(huán)境的影響。
技術(shù)領(lǐng)先 高風(fēng)險跨越施工有了可靠支撐
在技術(shù)上,雅中—江西±800千伏特高壓直流工程還全面突破了一系列難題,鞏固了我國特高壓直流輸電技術(shù)的領(lǐng)先優(yōu)勢,進(jìn)一步展現(xiàn)了我國特高壓直流輸電技術(shù)的領(lǐng)先實力。
“工程建設(shè)房屋拆遷規(guī)模大、林木砍伐量大、安全風(fēng)險管控難度大,我們研發(fā)了‘四精’風(fēng)險管控系統(tǒng),形成了精益房屋拆遷、精確林木砍伐、精準(zhǔn)‘三跨’管理、精細(xì)風(fēng)險管控的成套技術(shù),實現(xiàn)了房屋拆遷、樹木砍伐合規(guī)合法,施工現(xiàn)場全面可控。”國網(wǎng)四川電力特高壓指揮部工程技術(shù)部技術(shù)專責(zé)李干介紹說。李干告訴記者,“四精”風(fēng)險管控系統(tǒng)還可以與裝置在施工沿線的5臺山火監(jiān)控設(shè)備相連接,利用紅外溫感系統(tǒng)對施工現(xiàn)場實施森林防火智能管控。
2020年8月20日,通過“四精”風(fēng)險管控系統(tǒng),指揮部成功測繪出川1標(biāo)段N0204~N0205區(qū)段同時跨越G5京昆高速和500千伏欖普一線的現(xiàn)場模擬場景。施工項目部隨即按照模擬場景中標(biāo)示的各類數(shù)據(jù),制定出了最佳跨越施工方案。跨越期間,指揮部長期蹲守現(xiàn)場監(jiān)督指導(dǎo),2020年9月14日,該跨越施工安全完成,為高風(fēng)險跨越施工提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。
川云段塔位大多位于山頂或山脊,沒有出入道路,無法使用大型機(jī)械,施工降效嚴(yán)重。指揮部工程技術(shù)部技術(shù)專責(zé)林勇告訴記者,指揮部大力開展了山區(qū)機(jī)械化施工方案研究,開發(fā)了小型化、模塊化的新型施工機(jī)具,推廣使用灌注樁澆筑、座地式平臂抱桿組塔等裝備與工法,大幅度提升了施工效率。
大涼山、烏蒙山秋冬季經(jīng)常濃霧彌漫,架線施工最怕的就是大霧天氣,一旦能見度不滿足肉眼觀測,架線施工就得暫停,而川云段架線正好在秋冬季施工。川云段云2標(biāo)段途經(jīng)云南彝良、鎮(zhèn)雄兩縣,全長56.354千米,其中51.8千米線路穿越林區(qū),常年大霧籠罩,被稱為“看不見的工地”。
為解決這一難題,指揮部研發(fā)了可視化走板系統(tǒng)、智能觀測弧垂裝置等科技創(chuàng)新成果。其中可視化走板系統(tǒng)通過安裝在走板上的動態(tài)視頻傳輸系統(tǒng),實時監(jiān)測走板和導(dǎo)線的運(yùn)行狀態(tài),防止導(dǎo)線跳槽或打絞;智能觀測弧垂裝置是基于北斗定位技術(shù)研發(fā)的,可結(jié)合現(xiàn)場實際環(huán)境實時測量弧垂值,不受天氣影響。
“以前架線都是看天施工,現(xiàn)在有霧也不怕了,新工藝徹底解決了霧天架線施工難的問題。”指揮部安監(jiān)部主任李銳說。2020年10月22日,云2標(biāo)段利用可視化走板系統(tǒng)、智能觀測弧垂裝置圓滿完成放線施工,在整個工程18個標(biāo)段中率先貫通,比預(yù)期提前了兩個月。
此外,雅中—江西±800千伏特高壓直流工程還全面突破了高海拔地區(qū)直流設(shè)備外絕緣選型、高抗震地區(qū)直流設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)難題,實現(xiàn)了工程換流變壓器等核心設(shè)備全面國產(chǎn)化,有力推動了我國電工制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。其中,應(yīng)用高可靠性的換流變壓器、大通流能力套管等先進(jìn)裝備,關(guān)鍵設(shè)備的絕緣水平提高30%以上,通流能力提高20%以上。
滔滔雅江水,綠電送千里。實現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是我國向世界作出的莊嚴(yán)承諾,也是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會變革。未來,國家電網(wǎng)將匯聚社會各方力量,進(jìn)一步助推“西電東送”戰(zhàn)略實施,讓清潔的水電惠及更多百姓。
為什么要西電東送?
“西電東送”工程是西部大開發(fā)的標(biāo)志性工程,也是西部大開發(fā)的骨干工程。“西電東送”是指開發(fā)貴州、云南、廣西、四川、內(nèi)蒙古、山西、陜西等西部省區(qū)的電力資源,將其輸送到電力緊缺的廣東、上海、江蘇、浙江和京、津、唐地區(qū)。
實施“西電東送”是中國能源資源和電力負(fù)荷的不均衡性決定的。中國地域遼闊,能源資源分布極不均勻,煤炭資源的69%集中在“三西”地區(qū)(即山西、陜西和內(nèi)蒙古西部)和云南、貴州,水能資源的77%分布在西南和西北地區(qū)。經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)能源資源匱乏,用電負(fù)荷卻相對集中。開發(fā)西部的水電和煤炭資源,實施“西電東送”是中國電力工業(yè)發(fā)展的必然選擇,是變西部資源優(yōu)勢為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,滿足東部地區(qū)電力需求,促進(jìn)東、西部地區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要舉措。20世紀(jì)80年代,中國開展了實施“西電東送”的有關(guān)準(zhǔn)備工作。1992年4月,七屆全國人大五次會議正式批準(zhǔn)建設(shè)長江三峽水電站,進(jìn)一步為“西電東送”的實施創(chuàng)造了條件。1999年,黨中央、國務(wù)院做出了西部大開發(fā)的重大決策,為“西電東送”的大規(guī)模實施提供了歷史機(jī)遇。2000年,原國家計委主持召開了“西電東送”發(fā)展戰(zhàn)略研討會,并向國務(wù)院提出了加快“西電東送”工程建設(shè)的建議,獲國務(wù)院同意。同年,貴州、云南的第一批“西電東送”電力項目開工建設(shè),標(biāo)志著我國“西電東送”工程全面啟動。
“西電東送”,將西部的能源資源轉(zhuǎn)化成電能,同時為西部的電力提供廣闊的市場,不僅可以推動西部電力工業(yè)的發(fā)展,提高能源的利用率,而且能有效地改善西部地區(qū)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu),促進(jìn)西部地區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè),有利于退耕還林和水土保持。西部電力發(fā)展了,還可以帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展;“西電東送”可以改變東部地區(qū)電力供給不充裕、電力結(jié)構(gòu)不合理的狀況,并在一定程度上緩解東部日益嚴(yán)重的環(huán)保壓力,為東部提供清潔、優(yōu)質(zhì)、可靠、廉價的能源。實施“西電東送”是中國資源分布與生產(chǎn)力布局的客觀要求,也是變西部地區(qū)資源優(yōu)勢為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,促進(jìn)東西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)共同發(fā)展的重要措施。
特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展為“西電東送”創(chuàng)造了更好的條件,目前,國家電網(wǎng)已累計建成“13交13直”特高壓工程,在運(yùn)在建特高壓工程線路長度達(dá)到4.1萬千米,變電(換流)容量超過4.4億千伏安(千瓦),累計送電超過1.8萬億千瓦時,國家電網(wǎng)有限公司經(jīng)營區(qū)跨區(qū)跨省輸電能力超過2.6億千瓦,特高壓大電網(wǎng)在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型與低碳發(fā)展中發(fā)揮著日益重要的作用。