中國特高壓輸送風光新能源能力邁上新臺階

日期:2021-07-26 08:08:38 【 字體:

來源:中國能源網  日期:2021-07-23

131億千瓦時!這是青海—河南±800千伏特高壓直流工程(簡稱“青豫特高壓”)啟動輸電一周年,交出的成績單。

2020年7月15日,世界上首條主要輸送風光新能源的青豫特高壓開始輸電。業內專家表示,青豫特高壓平穩輸電一周年,標志著中國特高壓輸送新能源電力的安全性、穩定性保障邁上新臺階。

特高壓輸電技術是指交流1000千伏、直流±800千伏及以上電壓等級的輸電技術,與較低電壓輸電方式相比具有長距離、大容量、低損耗、節約土地資源的優勢。

2009年初,中國首條特高壓輸電工程投運,標志著中國電力輸送技術達到世界領先水平。目前,中國特高壓技術也已應用在巴西美麗山特高壓輸電項目中。

地處黃河、長江和瀾滄江發源地的青海,太陽能、風能資源得天獨厚,但因本地電力消耗有限,長期面臨清潔能源消納難的問題。位于中國中部地區的河南,人口密集、產業聚集,長期面臨較大供電缺口,需要外地輸電保障。

為解決青海清潔能源消納難、河南用電缺口保障難的問題,2018年11月,青豫特高壓開工建設。這條特高壓線路,起于青海省海南藏族自治州,止于河南省駐馬店市,線路全長1563千米。突破一系列施工難題,去年7月15日,青豫特高壓實現雙極低端系統帶電投運。

“風光無限好,只是難駕馭。”安全性和穩定性是風電、光伏新能源大容量、長距離輸送的世界性難題。

“新能源直流特高壓運行中,最擔心出現類似跳閘的雙極閉鎖情況,會在極短時間內出現電壓大幅波動。”國網青海電力公司調度員盧國強說,光伏和風機遇到電壓大幅波動時會自動脫網,“大量電源集中脫網,意味著電力輸送瞬時驟減,導致大面積停電造成安全事故”。

青海省海南藏族自治州共和縣光伏產業園的一處塔式光熱發電項目。新華社記者 張曼怡 攝

太陽能、風能時有時無、時大時小,發電間歇性特點突出,很難滿足規律而穩定的電力需求。國網青海電力公司發展策劃部副主任劉慶彪打了個比方:特高壓就像一葉舟,過去主要輸送穩定可調節的火電、水電,而青豫特高壓主要輸送“活蹦亂跳”的風光新能源,最高時占比超過90%,舟上負載極不穩定,“要保證平穩運行不翻船,難度可想而知”。

圍繞青豫特高壓的安全穩定運行需求,中國電力研究者經過系統論證,最終確定采取“新能源+分布式調相機+儲能”技術路線予以破解。

“調相機是穩定電網電壓的重要電力裝置。”哈爾濱電機廠副總經理李春廷說,盡管大型調相機技術已相對成熟,但要研發用于保障電能質量的分布式調相機,“難度相當于從過去聽音樂常用的大型收錄機,研制出全世界首臺小型‘隨身聽’”。

接到青豫特高壓的研制需求,哈爾濱電機廠等企業迅速組織專業隊伍投入研發,在不到8個月時間內完成世界首臺分布式調相機的設計、制造和驗證,為青豫特高壓配套電源增添穩定的“安全罩”。

為解決風光新能源穩定性問題,青豫特高壓的建設運營方基于青海“風光”資源特點,按2:1比例優化光伏和風電裝機布局配比,白天以光伏為主,晚上以風電為主,形成風光互補格局。

同時,青海省還探索將部分儲能電站接入大電網,實現儲能共享化,在出現新能源消納難時集中充電,需要調峰時放電。業內人士介紹,目前青海正在規劃建設100萬千瓦電化學儲能站、總裝機容量240萬千瓦的抽蓄儲能電站。隨著這些項目落地,風光新能源的穩定供電難題將得到進一步化解。

“青豫特高壓建設運行中,分布式調相機的成功研制,共享式儲能電站平穩運行,意味著今后運行100%輸送風光新能源的直流特高壓,也不存在任何安全技術障礙。”中國電力科學研究院高級專家李志強說。

特高壓技術新突破,將有助于大面積實施清潔能源替代。青豫特高壓運行一周年來,如今每天從青藏高原向中原大地輸送3000萬千瓦時綠電,支撐青海光伏、風力發電利用率保持在95%左右,同時有效緩解河南省的電力供應緊張難題。

隨著配套電源建設,青豫特高壓預計到2023年底可實現滿功率運行。屆時這條電力“高速公路”每年將輸送綠電412億千瓦時,相當于1/3個三峽大壩的發電量,約占目前河南省年用電量的1/8。

這些清潔能源相當于替代原煤1800萬噸,能減排煙塵1.4萬噸、二氧化硫9萬噸、氮氧化物9.4萬噸、二氧化碳2960萬噸。

國網經濟技術研究院輸電網規劃中心主任工程師蔣維勇表示,青豫特高壓相關探索突破,能有效破解風光新能源分時段消納、遠距離輸送等系列難題,將為穩步提高新能源在能源結構中占比、助推電力領域“碳達峰、碳中和”帶來示范效應。

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