银丝飞渡,高原“绿电”点亮中原万家灯火 ——青海—河南±800千伏特高压直流工程“解码”

 2020年12月30日,青海—河南±800千伏特高压直流工程正式投运。

  自2018年11月7日开工以来,两年多的时间里从平均海拔2920米到平均海拔不到100米,途经青海、甘肃、陕西、河南等4省,通过1563公里长的“银丝”将青海“绿电”这位特殊的“乘客”准时按批次送到了“终点”。

  当然这里的“终点”又将是新的起点。“绿电”落地河南后走进千家万户,走进企业厂房,走进企事业单位……青海“绿电”在为河南经济社会做出应有的贡献时,也在向世人宣称“我从高原来”!

  国网河南省电力公司特高压部主任李应文说:“2020年7月,‘青豫直流’工程双极低端先行启动送电,截至2020年12月31日,已有34.1亿千瓦时的青海‘绿电’沿着这条空中走廊,从青海来到河南。”

  一头连着清洁能源富集的西部,一头连着经济社会用电需求不断增长的河南;一头连着清洁能源示范省不断开拓创新,一头连着中东部雾霾紧锣密鼓的治理。

  这是世界上首个专门为输送清洁能源而建设的特高压工程。其背后不单单是无数条跨省传送的“银丝”,它蕴含着我国绿色发展的理念,蕴含着世界最先进的特高压建设技术,蕴含着向无数“不可能”发起的挑战,更蕴含着青海千万千瓦级可再生能源基地集约化开发建设和大规模外送的决心。

  维度一:“新基建”风口下,释放乘数效应

  年度满负荷运行400亿千瓦时输送量,相当于为河南送去8座100万千瓦发电厂,约占河南省年用电量的1/8。

  “截至2020年四季度,海南藏族自治州特高压240万千瓦光伏电站实际发电量2.07亿千瓦时;165万千瓦风电实际发电量2.46亿千瓦时。”1月15日,黄河上游水电开发有限公司统计出了青豫直流工程投运以来企业清洁能源的发电量,随着运行的不断推进,发电量还将稳步提升。

  黄河上游水电开发有限公司是青豫直流工程外送电量最大的企业,在青海像该企业一样能乘坐青海-河南直流特高压工程输送“快车”的企业还有16家。

  青海省海南州清洁能源电力外送通道受限问题终于得到了有效解决,众企业享受“绿电”红利的同时,正在谋划继续在海南州扩大光伏、风能等新能源发电布局。

  而在千里之外的河南,“青海之光”点亮了“中原之灯”。这点点的“星光”象征着电力负荷约占华中四省40%的电力需求终于得到了缓解,更加彰显了绿色发展理念。

  青海被誉为中华水塔,而河南省也承接了黄河流域生态保护和高质量发展、中部地区崛起等重大战略。作为能源净调入地区,河南省对确保能源安全、推动能源转型发展的要求越来越迫切。目前,河南燃煤电厂分布密集,当地电源以煤电装机为主。虽然经济发展潜力大,但是环境保护压力也大。通过青海清洁能源大规模送入,可以有效推动河南及华中地区节能减排和生态环境保护。

  为此,国网河南省电力公司工作人员也算了一笔账:设计年度满负荷运行400亿千瓦时输送量,相当于替代河南原煤1800万吨,减排烟尘1.4万吨、二氧化硫9万吨、氮氧化物9.4万吨、二氧化碳2960万吨。

  同时,该工程的顺利贯通,不仅为两地绿色发展提供了保障,更在“新基建”风口下,释放乘数效应。

  据工程建管方国网直流公司介绍:“工程总投资223亿元,配套电网投资121亿元,可拉动配套电源投资超过1000亿元,助力畅通国内大循环,有力构建新发展格局”。

  “项目增加输变电装备制造业产值约148亿元,直接带动电源等相关产业投资超过2000亿元,增加就业岗位7000多个……”河南省电力公司总工程师张明亮也公布了工程河南端的“带货”单。

  维度二:青海,更多清洁能源实现可靠外送

  首次大规模输送以清洁能源为主的电能;

  首次进入海拔3000~4000米地区开展特高压建设施工;

  首次研发应用升级版的特高压输电技术;

  首次采用±800千伏换流变现场组装方案……

  2020年12月30日21时16分,海南换流站工程双极高端顺利投入运行阶段,这不仅标志着青藏高原成功筑起了特高压这座“高峰”,更标志着青海有更多清洁能源可以实现可靠外送。

  “我国已全面掌握了特高压直流规划设计、试验研究、设备研制、工程建设等关键技术,并可以在国内国际上全面推广应用,未来,输送容量和输送距离将不断扩大,先进性、可靠性、经济性和环境友好性将得到全面提升。”青海电力设计院总工程师陆建军说。

  青海—河南±800千伏特高压直流输电工程全面突破了超高比例新能源大规模送出、新能源与特高压直流交互特性等难题,并且在关键技术方面取得了全面突破,进一步巩固了我国在特高压直流输电领域的国际领先优势。

  工程无数个首次中,最值得一提的是,世界上首次采用了特高压换流站现场组装技术,在青海电力西宁检修基地成功地开展了海南换流站7台800千伏换流变现场组装工作,相关设备均已通过出厂试验,标志着我国全面攻克了特高压换流变现场大规模组装技术和高海拔环境下的制造工艺控制难题。

  工程修建是挑战,后期运维更是挑战。“为保证系统安全稳定运行,支撑青海更多的清洁能源可靠外送,我们针对当前运行方式,制定专项运维保障方案,根据河南侧电量需求情况,实时调整输送功率。”工程业主项目部副经理王茂忠介绍。

  青豫直流工程已平稳运行,兄弟省份享受到了“绿电”红利。陆建军说,该特高压工程使得大规模新能源安全接入、通过特高压直流通道远距离外送、依托全国大电网大市场消纳成为可能,为我省清洁能源规模化发展注入新的动力,将引领我省“十四五”清洁能源开发,为后续我省外送通道建设提供实施经验,对支撑“碳达峰”、“碳中和”战略目标实现具有重要示范意义。

  维度三:绿色能源绿色建

  不压坏每一片草地、不污染每一滴水源……实施全员、全过程的环境管理,不发生环境污染和破坏事件,实现建设“资源节约型、环境友好型”的绿色和谐工程目标。

  1月11日,在青海省海南州现场,通过噪声监测仪可以清晰看到工程运行期间换流站内噪声低于45分贝,昼夜间噪声最大值为31分贝。

  “通过优化工程绿色降噪技术,现场隔音降噪效果明显。换流站施工全部采用绿色环保、大规模采用工厂化预制材料,最大程度减少对环境的污染。同时,在施工过程中落实施工场地垫护隔离、垃圾分类收集处理等环保措施。”王茂忠说,“看着干净整洁的施工现场,与外面自然协调的整体环境,我们做得再多都是值得的。”

  青海是生态脆弱区,为此工程现场提出了“绿色能源必须绿色建造”的要求。

  如开展大件运输道路的植被保护,对沿线进行详细的现场探勘,划定行车范围和往返路线,不得自行踩道;施工所用砂、石、水泥等原材料以及施工必威在施工现场都要和地面隔离,采用铺设彩条布、草垫和道木防止破坏地表植被和污染环境。

  然而大型设备运输、必威来回转运还是会不可避免地对附近草皮造成一定的破坏,而草皮一旦被破坏,短时间内难以恢复。于是,他们借鉴园艺技术,将占用地块的草皮小心翼翼地切割成45厘米见方的小块,放到空地上由专人养护起来,等到施工结束之后,全部“物归原主”。

  不仅青海端,在河南端也是如此。以选址为例,工程首次采用“换流站+变电站”两站合并设计的方案,真正意义上实现同期同址合建,不设围墙,同一个建管单位,后期统一调度、运维,经计算,合建比常规分建节约临建占地面积约1.73公顷、建筑面积约1200平方米,大大提升了环保效果。(芈峤 宋敏)

  银线连青豫“风光”两相宜

  2月3日,青海省海南藏族自治州共和县塔拉滩,清晨的第一束阳光照在了黄河上游水电开发有限公司光伏基地的一排排光伏板上。运维员马永贵准备开启一天的工作——为光伏板“体检”。

  一千多公里外的河南省驻马店市上蔡县工业园,河南景诺新材料科技有限公司的厂房内,一条条生产线高效运转,一堆堆码放整齐的熔喷布产品“整装待发”,工人们戴着口罩、手套忙碌着。

  虽然相隔万水千山,但一条“银线”却将彼此联系起来。青海的光伏板,“敞开胸怀”汲取太阳之能量,再将其转换成电能,通过±800千伏青海—河南特高压直流输电工程(以下简称“青豫直流”工程)送达河南,汇入河南电网,流向工厂、企业和千家万户。

  “我们的工作繁琐,但必须细致,不能放过任何一个细节。”马永贵拿着检修设备,一个面板一个面板地查看,如螺丝松动、灰尘等小问题马上处理;如需更换设备等,他则仔细拿本子记录下来。

  今年30岁的马永贵是共和县铁盖乡哈汗土亥村人。“共和县虽是个小县城,但这里却是青海清洁能源的‘大本营’。”马永贵说,近年来蓬勃发展的青海“绿电”工程,让他有了职业发展的方向,有了回乡就业的机会,有了与家人团聚的分分秒秒。

  2020年12月30日,“青豫直流”工程正式贯通,源源不断的“绿电”被传送到中原大地,马永贵所在的黄河上游水电开发有限公司的发电量也在稳步提升,好日子才真正拉开序幕。

  “通过光伏电站的架设,原先的戈壁变成了草场,父亲时常赶着自家的羊群在蓝色光伏板下穿梭放牧,这种‘牧光互补’的新模式让羊儿涨了身价,而我因为光伏有了稳定的工作。现在,全家都吃上了光伏饭,日子蒸蒸日上,几年前还在县城买了楼房。”马永贵说。

  通过这条特高压“空中走廊”,马永贵运维的光伏电站为兄弟省份送去了电能,用上“绿电”的河南同胞们,生活也在悄然改变。

  “我们5条生产线满负荷运转,每天24小时不间断生产,对供电充足性、可靠性保障要求很高,一个月光电费都要60多万元。”河南景诺新材料科技有限公司总经理解忠学说。他们是一家专业生产熔喷布等材料的企业,主要为N95、N99一次性口罩提供原材料。

  “生产线高温高压,必须保证电压零闪动,一旦停电熔喷料会碳化在机器里,整个生产线都要毁坏。”解忠学介绍道。而“青豫直流”工程的建成投运,使驻马店当地的电力主网更加坚强,所谓“大河涨水小河满”,可能的供电缺口因为清洁能源的“远道而来”得到有效补充。“虽然今年冬天上蔡县遭遇了极寒天气,但得益于供电保障有力,我们公司生产用电一直比较平稳。”解忠学说。

  电能的高效供应并非一贯有之。在上蔡县供电公司派驻小岳寺乡业王村第一书记刘卫臣看来,最高等级的特高压把清洁能源送过来、还要留得下,提升外电入豫消纳水平,让处于电压“神经末梢”的群众受益。为此,供电公司不断加大投资力度,在打造绿色安全“大电网”的同时,与“青豫直流”工程同期谋划建设,不断升级改造配网、农网等,让河南电网更加“筋强骨健”。

  业王村村民张永和对此深有体会。他家位于村子外围,处在村里架设电线的末端,“以前电压低是常事,村头电灯亮,到我们家就各种带不动,逢冬夏两季用电高峰还经常停电。”张永和说,村里不少人家都自备了发电机,以备生产生活用电之需。

  “如今?发电机闲置不用了!”张永和靠养猪、养鸡技术,成立了个人养殖合作社,购置了粉碎机、拌料机等设备,靠着充足的动力电,在家就能打饲料,猪舍换气、供水、除粪也都是用电。“家里装了4台空调,冷热都不怕了。”他说。

  一根银丝两头“俏”。从去年7月“青豫直流”工程双极低端先行启动送电,截至目前,已有超过50亿千瓦时的青海“绿电”沿着这条“高速路”,从青海来到河南。无论是马永贵,还是解忠学、张永和,都是“绿电入豫”下生产生活环境改善的一个个缩影,特高压工程的实施,必将惠及更多百姓。(芈峤 宋敏)

  让能源更“清”电更“绿”

  一头连着清洁能源资源丰富的西部,一头通向经济社会用电需求不断增长的中部,一座跨越1563公里山川河流的青海能源外送桥梁:青海—河南±800千伏特高压直流工程在青豫间建起。

  近几年,青海在新能源发展方面表现出异乎寻常的高调,因为作为太阳能、风能、水能等清洁能源资源富集地区,我们在促进绿色经济发展,引领清洁能源潮流方面有着

  当仁不让的责任感和使命感。

  从“绿电7日”到“绿电三江源”百日,青海不断刷新着电网全清洁能源供电世界纪录。

  持续打造“绿电特区”,让更多地区用上青海“绿电”,将青海清洁能源示范省建设成果与其他地区分享,是青海人为之努力的方向,也是电力职工不懈奋斗的动力。

  截至2020年12月31日,青豫直流工程已累计向河南输送“绿电”34.1亿千瓦时,相当于减少原煤消耗154万吨、减排二氧化碳253万吨。这一能源大动脉,不仅让河南用上了青海的清洁能源,还辐射湖北、湖南、江西三省。2020年7月至8月,湖北、江西经青豫直流工程购电7600万千瓦时。

  青海“绿电”流向工厂、企业和千家万户,“绿色”理念开始生根发芽。

  纵观青豫直流工程,投资大、产业链长、带动力强、经济社会效益显著,对于助力“六稳”“六保”、保障国家能源安全、拉动经济增长、加快构建“双循环”新发展格局等,具有重大意义。尤其是,作为全国乃至世界首条专为清洁能源外送而建设的特高压大动脉,不仅在建设过程中处处体现了“绿色”理念,也实现了清洁能源的跨区域优化配置,充分展现了我们践行绿色发展理念、推动生态文明建设的光明前景。

  “十三五”期间,青海省瞄准建设国家重要的新型能源产业基地战略目标,认真践行新发展理念,重点培育新能源战略性新兴产业,不仅利用清洁能源为我省贫困地区脱贫致富作出积极贡献,对于促进我省能源转型和节能减排、污染治理,带动经济发展、产业链跃升,有力保障“十四五”时期发展,助推黄河流域生态保护和高质量发展战略实施等,也发挥着积极重要的作用。

  不久前召开的中央经济工作会议明确提出“我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和”“加快调整优化产业结构、能源结构”“大力发展新能源”,宣示了中国促进经济社会发展全面绿色转型、推动全球可持续发展的坚定决心。

  坚持绿色发展是发展观的一场深刻革命,“青豫直流”工程则是绿色发展惠民生的一次极佳示范。

  “十四五”期间,我省将持续加快构建多能互补、集成优化的清洁能源体系,打造“绿电特区”,全力助推我国能源清洁绿色转型升级,有序推进“青电入豫”工程和“西电东送”能源战略,不断提高驾驭和使用清洁能源的能力,在生态文明建设、绿色发展之路上一往无前。(王颖 芈峤)

  工程大事记

  -2018年11月7日,青海-河南±800千伏特高压青海段工程开工建设。

  -2019年2月20日,首基铁塔开始浇筑。

  -2019年7月11日,进入组塔施工阶段。

  -2019年12月15日,首台750千伏变压器完成出厂试验。

  -2020年2月23日,受新冠肺炎疫情影响,工程正式复工。

  -2020年3月30日,首台高端换流变压器在国内首座特高压换流变压器现场组装基地进行组装。

  -2020年4月6日,线路工程(青海段)完成基础浇筑。

  -2020年4月18日,首台在青海本地组装的高压换流变运抵施工现场进入主设备安装阶段。

  -2020年5月9日,青南换流站750千伏GIS安装完成。

  -2020年5月12日,特高压直流输电工程青海段线路在全线率先贯通。

  -2020年5月31日,随着青海-河南±800千伏特高压直流输电工程陕西段贯通,实现了工程全线贯通。

  -2020年7月15日,工程启动双极低端带电。

  -2020年12月30日,工程全面投运。(芈峤 整理)

  特写

  啃下“硬骨头”当好“先行者”

  2月2日,初晨的阳光温柔倾洒在青海海南藏族自治州塔拉草滩上的±800千伏换流站现场,升起的薄薄晨雾快速消散,带着鲜明建筑风格的换流站与不见边际的草滩浑然一体。

  这个换流站就是已竣工投产的青海“绿电”外送大动脉——青豫特高压直流工程的“心脏”,这颗“心脏”虽在空气稀薄的高原跳动,但它背后是让人引以为傲的中国特高压技术:换流阀低压加压试验全部一次通过;24台换流变充电、换流阀解锁一次成功;8400米长750千伏GIS耐压试验一次性通过;分系统调试实现近乎“零差错”……

  这就不得不提及海南换流站业主项目部副经理王茂忠,国网公司2020年“新基建”劳动竞赛模范。他带领参建人员积极采取创新施工技术,革新作业手段,追求工程建设零缺陷,大胆探索高原特高压工程工艺质量提升的创新之路,取得了多项施工技术的“瓶颈”突破,不仅啃下了高原特高压电网工程施工难题“硬骨头”,也为后续类似工程当好了建设“先行者”。

  辗转该站各区,基础边角平整光滑,电缆标牌清晰可见,处处体现了精湛的施工工艺。“电网建设者,要用精品工程说话”王茂忠经常这样告诫参建者并自勉,“建设世界海拔最高换流站,施工工艺质量也理应达到业内最高水平。“

  GIS设备安装是换流站施工的关键环节之一。海南换流站GIS区域东西长780米,南北跨距28.5米,共有2350个单元,是国内最长户内GIS钢结构厂房。现场周围只有零星草皮,地处戈壁荒漠地带,风沙极大。GIS设备精准安装难度非常大,除了对安装洁净度的要求极高外,GIS全部设备安装精度都必须精准控制在2毫米之内。

  要求洁净,王茂忠就带领参建项目部布置抑沙措施外,还设制了防风沙全封闭围挡、设备现场喷淋除尘、环保雾炮机、人员进出厂房的专业除尘制度以及厂房内红外线除尘等“四无”管理等多项防尘措施,让对接环境洁净度达到百万级;要求安装精度,王茂忠和施工人员集思广益,采用全站仪和激光投线仪边安装边测量,消除温差、作业误差导致的安装累计误差,使安装最终取得了耐压实验一次成功。

  困难重重的青豫直流特高压工程顺利投运,青藏高原的电网建设者用精品工程交上了一份满意“答卷”。 

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