人民日报 | 世界最高电压等级直流输电工程——云广特高压在我国建成投产

2010-09-30
  人民网广州6月18日电(记者罗艾华、蓝旺) 6月18日,由中国南方电网有限责任公司独立组织实施的世界上第一个±800千伏直流输电工程——云广特高压直流输电工程正式竣工投产。这是迄今世界电压等级最高的直流输电项目,将为实施国家西电东送战略、自主创新战略、节能减排战略,发展低碳经济作出积极贡献。
  该工程西起云南省楚雄州,途经广西壮族自治区,东至广东省广州市,输电距离1373公里,额定电压±800千伏,额定容量500万千瓦,由楚雄换流站、穗东换流站、直流线路、两侧接地极和接地极线路五大部分组成。
  南方电网公司表示,建设特高压输电工程是南方电网进一步推进西电东送战略实施的必然选择。西电东送作为我国重要的能源战略,十多年来在南方地区取得了长足发展,对促进东中西互联互动、经济社会协调发展发挥了重要的作用。“十一五”后,我国西南地区可大规模开发利用的水电资源主要集中在云南北部和西部,距离东部电力负荷中心区域的距离达1300-1800公里,利用传统的超高压输电技术将面临着建设用地紧张和线路损耗过大等方面的突出问题,因此迫切需要采用更高电压等级的输电技术。
  云广特高压直流工程作为极具开创性、挑战性的世界级工程,突破了诸多技术问题,不少属于目前世界上最前沿的技术。南方电网公司作为项目法人单位,坚决落实国家关于“加强自主创新能力、建设创新型国家”的重大战略决策,坚持“以我为主、产学研结合、联合攻关”的原则,大力推进自主创新。公司研发了一整套设计软件工具,并依托自有的世界上计算能力最强的实时仿真系统,自主完成了系统研究和成套设计这项核心任务。开展了过电压和绝缘配合、电磁环境、电网安全稳定控制等研究,解决了一系列关键技术问题。自主完成了系统功能试验和动态性能试验,工程调试也全部依靠自身力量完成。还建成了特高压工程技术国家工程实验室,开展了高海拔地区设备绝缘特性等方面的验证,并有针对性地采取技术措施,使线路能够抵御百年一遇的冰雪灾害。在工程建设过程中,公司较好地掌握了特高压直流输电的核心技术,形成了一套具有自主知识产权的、涵盖研究、设计、安装、施工、调试、验收等各个方面的技术规范和工艺标准,共起草国家和行业标准25项,申请或获授权专利106项,登记软件著作权8项。目前,国际电工委员会(IEC)把制定特高压标准的工作交由中国完成,其中特高压直流部分主要由南方电网公司承担。公司携手国内外多家机构和单位,紧密合作、攻坚克难,研制出了世界上第一台800千伏的高端换流变、第一根长达21米的直流穿墙套管、第一台电感量为75毫亨的空芯平波电抗器;较好地研究解决了特高压直流运行方式和控制保护策略、高海拔地区换流站的绝缘水平,以及单台设备重达300吨的大件运输等难题。国内设备制造厂家发挥了十分重要的作用,承担了部分高端换流变和全部低端换流变压器、平波电抗器、换流阀组件的制造,以及控制保护系统的研发等重要任务,工程综合自主化率达到62.9%,标志着我国电力技术、装备制造水平在世界输变电领域占领了新的制高点。由于工程的开创性意义,于2009年荣获“亚洲最佳输配电工程”奖。该工程的竣工投产,大大增强了云南水电输送广东的能力,每年可减少二氧化碳排放量约1760万吨,将有力促进粤、滇两省转变经济发展方式、推进低碳经济发展;同时,也为今后实施更远距离、更大容量、更高效率的电力输送奠定了基础,对加快我国西南地区乃至大湄公河次区域水电资源的开发利具有重要意义。“十二五”期间,公司还将继续大力推进国家西部大开发、西电东送战略的实施,建设糯扎渡、溪洛渡电站送电广东直流工程等一批国家重点项目,为建设资源节约型、环境友好型社会和发展低碳经济做出更大的贡献。
  早在2003年成立之初,南方电网公司就开始了更高一级电压等级的应用研究和关键技术论证。2003年8月,时任国务院副总理的曾培炎同志在云南听取南方电网公司汇报时明确指示,公司要加快更高电压等级的研究,瞄准更高的目标。2005年初,国家发改委全面启动了特高压直流工程的前期研究工作,确定南方电网公司为主要工作承担者。此后,公司开展了一系列的研究工作,为工程做好了充分准备。2006年,工程获得国家发改委核准,被确定为我国特高压直流输电自主化示范工程,并于同年12月19日开工建设。经过公司内外各单位和广大建设者的不懈努力,工程于2009年6月30日全线贯通并实现单极400千伏低端送电,12月28日极二单极一次送电成功;今年5月1日,又成功实现极一的400千伏低端送电。6月15日,800千伏高端部分完成双极全压试验送电。6月18日,工程竣工投产。
  新闻链接:±800千伏云广特高压直流工程情况介绍
  一)概况:云南至广东特高压直流输电工程是世界上第一个±800千伏特高压直流输电工程,是迄今世界直流输电领域电压等级最高的项目,也是我国特高压直流输电自主化示范工程。工程西起云南省楚雄州禄丰县,东至广东省广州增城市,途经云南、广西、广东三省(区),线路全长1373千米,额定电压±800千伏,输送容量500万千瓦。工程包括楚雄换流站、穗东换流站、楚雄-穗东直流线路、接地极及接地极线路等五大部分。2009年12月单极投产,2010年6月双极投产。
  二)工程背景:西电东送作为西部大开发战略的标志性工程,是我国的重要能源战略。随着我国东部经济发达地区电力需求的不断增长,建设更高电压等级的输电工程,实施更大规模、更远距离、更高效率的西电东送,成为深入贯彻科学发展观、实施西部大开发战略,统筹区域资源优化配置,建设资源节约型、环境友好型社会的现实需要。
  “十一五”以后,我国西南地区可大规模开发的电力资源主要集中在云南,距离东部电力负荷中心区长达1300-1800公里,在这种情况下,特高压直流输电技术成为更高效、更经济的选择。
  早在2003年,南方电网公司就开始了更高一级电压等级的应用研究和关键技术论证,并在随后几年形成了一系列研究成果,为我国发展特高压直流输电技术提供了有力支撑。2005年,国务院确定由南方电网公司承担±800千伏特高压直流输电技术的研发,并纳入国家重点科技支撑计划;2006年,国家发改委正式核准云广直流工程,确定该工程为我国特高压直流输电自主化示范工程,同年12月,工程开工建设。
  三)技术亮点:云广特高压直流工程的建设是世界电力发展史上的一个重要里程碑。南方电网公司携手国内外100多家科研机构、制造厂商,工程设计、监理和施工单位参与工程建设,最高峰时期现场建设人员将近2万人。
  关键技术创新——
  作为世界首个特高压直流输电工程,云广直流工程实现了一系列的技术创新和突破。南方电网公司组织国内研究设计院所、高校和制造企业,从电网安全稳定影响、外绝缘特性、电磁环境、过电压与绝缘配合、特高压技术标准、试验调试和运行技术等7个方面开展了专项研究。开发了一系列具有自主知识产权的特高压直流输电研究和设计工具,开展了工程系统研究和成套设计工作,完成了工程的总体技术方案、主设备参数、换流站无功配置、直流控制保护等方面的技术方案,完成了全部的直流工程设计。
  依托该工程,南方电网完成了“特高压输变电系统开发与示范”重大科研项目,完成了国家和行业标准25项,其中国家标准20项;申请及已获专利106项,登记软件著作权8项。世界权威的国际电工委员会(IEC)将制定特高压标准的任务交由中国完成,其中,特高压直流部分主要由南方电网公司承担。
  南方电网公司还建成了特高压试验国家工程实验室和世界上规模最大、计算能力最强的RTDS数字仿真实验室。对直流控制保护系统进行了最完善的功能性能试验和动态性能试验,有效控制了工程投运的技术风险;成功解决了高海拔外绝缘问题,对世界上海拔最高的楚雄换流站的设备技术参数进行了海拔修正,满足了绝缘要求;独立完成了特高压直流输电工程的试验和调试,达到了国内外最高水平。
  关键设备创新——
  云广直流的关键设备包括:56台直流换流变压器,4个双12脉动串联阀组,18台平波电抗器,以及2套直流控制保护系统和直流场开关设备。
  按照国家部署,南方电网公司坚持“以我为主、产学研结合、联合攻关”的技术路线,借鉴国外先进技术,提升自我创新能力,在大部分关键设备上实现了自主研发和制造,综合自主化率超过60%。
  400千伏换流变压器全部由国内厂家自主设计和制造;800千伏换流变压器由西门子公司和沈变、西变、保变等国内三大变压器厂联合设计、共同制造。其中,800千伏换流变压器,绝缘要求高、直流偏磁大,尺寸受到铁路运输的严格限制,设计和制造被推向了新的高度;全部换流阀组件和干式平波电抗器由国内厂家自主设计和制造。采用双十二脉动串联阀组,运行方式更加灵活可靠;
  工程采用世界上先进的直流控制硬件平台,控制保护策略由中外双方联合设计、软件联合编写,成套硬件设计和现场调试由中方自主完成;
  800千伏直流穿墙套管,由西门子公司供货,重达10吨,长达21米,为世界同类产品长度之最;
  工程所使用的铁塔、导线、绝缘子及金具等均按照更高的电压、机械强度、高海拔、重覆冰等要求研制、施工,能够抵御百年一遇的灾害。
  四)意义效益:该工程的建成投产标志着我国占领了世界直流输电领域的一个制高点,电压等级、电力技术、装备制造以及电网建设均上了新水平、新台阶,进入世界领先行列,也是向中央提出西部大开发战略10周年献出了一份厚礼。工程投产后,南方电网形成了“八交五直”共13条500千伏及以上的西电东送大通道,输电能力超过2500万千瓦,并将大大增加云南水电送广东的能力,为两省经济社会发展注入了新的更大动力。
  云广特高压直流工程投产后,大量西部绿色电力的东送,将大大减少东部地区的发电用煤、用气的消耗,能够有效节约土地资源占用,提高能源利用效率,减少环境污染,对推动资源节约型、环境友好型社会建设和发展低碳经济将产生重要影响。按照工程设计指标,该工程500万千瓦的输送能力,约相当于500千伏超高压直流线路的2倍,可大幅降低输电损耗,大量节约土地走廊。据测算,该工程将小湾等水电站的清洁能源输送到珠江三角洲负荷中心区,按照替换燃煤电厂测算,每年约减少二氧化碳排放1760万吨。
  作为特高压直流输电工程的成功范例,该工程为今后建设更多的特高压直流工程以实施更远距离、更大容量、更高效率的西电东送奠定了基础,为世界直流输电工程的建设提供了示范和借鉴,走出了一条符合实际的输变电技术可持续发展之路,对进一步深入推进西部大开发战略、国家能源战略的实施,加强泛珠三角、大湄公河次区域合作,促进区域协调发展有着十分重要的意义。
  工程同时有效解决了受端电网直流多落点、短路电流超标的问题,提高了南方电网的安全稳定水平。
  工程每年还可为云南省送出400多亿千瓦时清洁水电,促进资源优势转化为经济优势,为广东省经济社会发展提供巨大的能源支持,促进了东西部区域协调发展。
  依托该工程,锻炼和培养了一大批特高压直流的研发、设计、建设及运行的技术人才,为今后特高压直流工程的建设提供了人才储备。
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