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17项世界第一!世界首个±800千伏特高压多端柔性直流工程提前投产

[来源:人民日报客户端] 2020-07-31 15:36:20

“云南至广东柔性直流双极低端调试通过,现在正式投产!”7月31日,由南方电网公司投资建设的国家西电东送重点工程——乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(简称昆柳龙直流工程)提前实现阶段性投产。

这是世界上第一条±800千伏特高压多端柔性直流输电“高速路”,横跨云南、贵州、广西、广东四省区,全长1452公里。它把世界第七大水电站——乌东德电站丰沛的水电源源不断送抵粤港澳大湾区电力负荷中心,为经济快速复苏的大湾区注入强劲的绿色动能。

工程于2018年12月全面开工建设,总投资242.6亿元,计划在2021年汛期前全部建成投产。此次阶段性投产的是云南至广东柔性直流双极低端,较计划提前30天。

南方五省区能源结构优化提速

昆柳龙直流工程主要依托乌东德电站等向广东广西输送云南水电。工程起于云南昆北换流站,分别送电到广西柳北换流站和广东龙门换流站,故简称“昆柳龙”。

工程具有重大的战略意义,其建成投产将进一步优化南方五省区的能源结构,支撑起更加稳定安全的西电东送绿色大电网:

——西电东送规模更大。送电容量好比高速公路的通行能力。工程全部建成后,整体送电容量达800万千瓦。届时,南方电网西电东送总能力将超过5800万千瓦。广东、广西受电端容量分别增加500万和300万千瓦。

——清洁能源占比提升。2019年南方电网西电东送电量2265亿度,清洁能源占比84%。工程全部建成后,每年增加输送西部清洁水电330亿度,相当于减少标煤消耗约1000万吨,减排二氧化碳2660万吨。其中每年预计送电广东200亿度,相当于深圳市一年全社会用电量的五分之一。这将有力消纳云南清洁水电,有效促进广东广西节能减排和大气污染防治,使南方区域天更蓝、水更清、生态环境更美。

——推动区域协调发展。工程将为满足“十四五”期间和后续粤港澳大湾区经济发展用电需求奠定坚实基础,为广西经济社会发展提供进一步的电力供应保障,同时将资源优势转化为经济优势,助力云南绿色能源产业发展。

“当前广东省经济复苏势头强劲。进入7月,全省电力负荷多次创下历史新高,用电需求增大。”南方电网广东电网公司电力调度控制中心表示,昆柳龙直流工程阶段性投产,以250万千瓦的能力送电广东,今年预计送来电量超过40亿度,有效增强省内供应能力。”

突破柔性直流输电“无人区”,掌握关键核心技术

“这是一个领跑世界的超级工程。它的提前投运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宝贵的经验。”中国工程院院士李立浧表示。

为满足大容量、远距离、高利用率的能量输送,又能确保受电端广东、广西电网的系统安全稳定,工程在世界上首次采用特高压多端混合直流系统,送端是常规直流,两个受端是柔性直流。李立浧表示,工程全部建成后将创造17项世界第一,包括世界上第一个±800kV特高压柔性直流输电工程,世界上单站容量最大的柔性直流输电工程,世界上第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程等。“每项世界第一都可以写一篇大文章。”

南方电网公司首席技术专家、南网科研院董事长饶宏表示,“我们在世界上首次提出研发特高压柔性直流技术,开发混合多端直流输电系统,能够提升电网安全稳定,让复杂的电网变得更加灵活可靠,支持西电东送直流输电持续发展。”

这17项世界第一的背后,是成套设备要从无到有研制而来,大量前所未有的运行方式要逐一破解。电力科研人员为此在输电技术领域的“无人区”开展了一场历时数年的重大核心技术突围战。

重庆幸运农场平台 南方电网公司牵头,集中南网科研院和南方电网超高压公司的技术力量,联合国内科研院所、高校、设备厂家通力合作,围绕特高压柔性直流拓扑结构、控制保护系统以及IGBT元器件、柔性直流变压器等关键设备和核心技术进行攻关。

从概念到具体方案,从研究设计到实施,科研攻关团队在特高压柔性直流、多端直流系统技术、设备制造和试验技术、安装运行技术等领域取得了多项重大突破和技术成果,解决了一批世界级难题。

重庆幸运农场平台 柔性直流换流阀是工程中最为关键的核心设备,被称为工程的“心脏”。如今,世界首个能承受±800千伏特高压的国产“心脏”已在工程中成功研制出来,并在龙门换流站正常“跳动”。其中一些先进技术将被应用到即将建设的海上柔性直流项目,还将被国外厂家借鉴。

“通过工程的科研攻关和工程建设,我们把核心技术掌握在自己手中,提升中国电力行业在国际的话语权和影响力,也进一步提升我国电力装备制造业的总体水平和竞争力。”南方电网超高压公司副总经理李庆江表示。

工程创造的世界第一:

1.    世界上第一个±800kV特高压柔性直流输电工程。

2.    世界上单站容量最大的柔性直流输电工程(5000MW)。

3.    世界上第一个采用全桥和半桥混合桥阀组的特高压柔性直流输电工程。

4.    世界上第一个高端阀组、低端阀组串联的特高压柔性直流输电工程。

5。    世界上第一个输电距离超过一千公里的远距离大容量柔性直流输电工程。

6。    世界上第一个具备架空线路故障自清除及再启动能力的柔性直流输电工程,第一次实现利用混合桥阀组输出负电压清除线路故障,可以高速再启动。

重庆幸运农场平台 7.    世界上第一个常规直流和柔性直流混合的直流输电系统,送端采用常规直流,受端采用柔性直流。

8.    世界上第一个混合多端直流输电工程,送端常规直流和受端2个柔性直流组成多端系统。

9.    构建了世界上第一个由柔性直流和常规直流组成的多直流馈入电网系统,柔性直流同时提供有功和无功,提高电网安全稳定水平。

10。  研发了世界上第一个特高压混合多端直流输电控制保护系统,实现了送端常规直流和受端2个柔性直流组成的多端系统协调控制,组成了世界上最多运行方式的直流系统。

11。  研发了世界上容量最大的柔性直流换流阀(±800kV/5000MW),世界上柔性直流单站换流器功率模块数量最多(5184个)。

12.  世界上第一次实现了特高压混合直流系统单阀组、单站在线投退,克服了混合桥阀组直流短接充电和零压大电流运行难题。

13。  世界上首次系统地研发制造了电压等级最高、容量最大的柔性直流成套装备。

14.  建设了世界上最大的直流输电阀厅(长89米×宽86.5米×高43.75米)。

15。  世界上首次实现了交流故障下多端柔性直流稳定运行,达到交流故障全穿越。

16.  世界上首次建立了单一功率模块任意故障均能安全隔离的长期可靠运行技术。

17.  世界上首次建立了特高压常规直流和柔性直流混合输电技术的技术规范和成套设计技术。

[责编:徐凯琦]

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