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粤港澳大湾区直流背靠背电网工程25日投产

日期:2022-05-24 来源:南方网

  目前,粤港澳大湾区直流背靠背电网工程已建成,计划于5月25日正式投产,这是世界上容量最大的柔性直流背靠背工程。

  抓项目就是抓发展,谋项目就是谋未来。以粤港澳大湾区直流背靠背电网工程为代表的广东目标网架工程建成后,将从根本上化解广东电网短路电流超标、多直流落点风险、大面积停电三大问题,显著提升广东电网电力供应和配置能力。预计2022年将支撑西电东送电量不低于1883亿千瓦时,广东省东西部电力交换能力由410万千瓦提升至1000万千瓦。

  “这是世界上第一个把柔性直流用到解决系统安全稳定运行方面的项目。粤港澳大湾区直流背靠背电网工程建成以后,可以系统性地解决短路电流超标的问题,给电网的安全稳定提供支持。”中国工程院院士、南方电网首席科学家饶宏说。

  强基础

  大湾区的供电能力将提升80%

  粤港澳大湾区是我国开放程度最高、经济活力最强的地区,同时也是华南电力负荷最为集中的区域——珠三角地区负荷占广东全省负荷的77%。

  据测算,2025年广东全社会用电量将达9000亿千瓦时,最大负荷达1.65亿千瓦;到2035年,广东全社会用电量将达10100亿千瓦时,最大负荷将达1.93亿千瓦。

  由于电力负荷集中,500千伏变电站与输电线路特别密集,极易造成电网短路。而且作为我国接受西电东送规模最大的省级电网,一旦“支流”堵塞,就会造成“干流”水位暴涨,最终“洪水泛滥”。

  补短板项目赶前抓早、持续加力,才能更好满足人民美好生活需要。粤港澳大湾区直流背靠背电网工程历时17个月完成开工建设,施工现场施工人员长期超过1000人,最高峰达1500人。据了解,粤港澳大湾区直流背靠背电网工程主要分为两个部分:一是广州工程,连接珠西北区域电网、珠东北区域电网;二是东莞工程,连接珠西南区域电网、珠东南区域电网。工程建成后,在大湾区内部,原本连成一片的大电网将分解为多个不同步的小区域电网,彼此之间有“防火墙”避免“火烧连营”:一个小区域出现故障,可以快速隔离,将停电控制在小区域。

  “就是把交流电力系统通过直流实现相互独立联网,就像‘背靠背’的两个人平时‘彼此支援’,遇到无法排除的故障‘随时放手’,避免大面积停电。”南方电网广东电网基建部总经理庞鹏说,外环中段、粤港澳大湾区直流背靠背电网工程等广东目标网架系列工程全部投产后,粤港澳大湾区的供电能力将提升80%,堪称保障粤港澳大湾区电网安全的“稳定器”。

  增后劲

  保障清洁能源安全稳定并网

  广东正规模化开发海上风电,推动项目集中连片开发利用,打造粤东、粤西千万千瓦级海上风电基地,支撑可再生能源快速发展。具有随机性、间歇性、波动性特征的新能源将大规模并网,风电和光伏2025年省内装机容量2800万千瓦。分布式能源系统、电动汽车、储能等交互式能源设施广泛接入,将从发输配用各个环节深刻影响电力系统运行。粤港澳大湾区直流背靠背电网工程换流站将起到调峰调频、保障清洁能源安全稳定并网的作用。广东目标网架系列工程将提升电力输送容量约6500兆瓦,其中粤港澳大湾区直流背靠背电网工程达600兆瓦。

  粤港澳大湾区直流背靠背电网工程也是打造生态环保智能换流站的标杆。广州工程位于广州市增城区,毗邻居民小区,工程建设中首次采用柔直变压器水冷却、户内布置的设计方案,降低能耗,实现了全站噪声小于48.5分贝。“一台柔直变压器相当于两只霸王龙那么大,我们运行的有12台,发出的声音仅相当于人正常交谈的音量,与空调开机时的声音相当。”广州工程项目经理朱博介绍,工程建筑主体外观由广州白云机场设计师陈雄设计,与周边环境自然融为一体。

  相比广州工程,东莞工程在降噪方面采用的方法也有一些创新。“除了通过增加围墙上隔声屏障,我们还给12台柔直变压器都装上了隔声降噪装置。”东莞工程项目经理吴轲介绍。

  同时,粤港澳大湾区直流背靠背电网工程在数字化方面也做了一些有益的探索。基建过程中打造了国内首个贯穿全生命周期的三维场景智能运维换流站,系统将融合基建关键数据及换流站站端实时运维数据,实现三维空间场景的智能操作、智能巡视、智能安全、智能检修等应用。

  广州工程项目部成员罗新介绍:“三维数字化应用及智能巡检系统可以简单理解为现实世界的事物镜像到虚拟系统,可以微观到元部件级,并可智能操作。”

  利长远

  IGBT器件国产化比例大幅提升至50%

  “这次工程一大特点就是国产化程度高。其中广州工程换流阀整个阀段实现了换流站关键设备100%自主可控,全部国产化。”广东电网公司基建部项目管理科经理王流火说:“一些核心部件,比如直流电容器,以前国内就是生产不了,这次由电网牵头项目,带动了国内13家上下游企业集体参与研发,打破了国外的垄断。”

  值得一提的是,广州工程首次实现工程应用绝缘栅双极型晶体管(以下简称IGBT)器件国产化比例大幅提升至50%,彻底解决以往工程中IGBT进口依赖的难题。朱博介绍道,IGBT是能源变换与传输的核心器件,被誉为电力电子装置的“CPU”。

  南方电网公司的技术攻关团队在国内首次研制出了全国产柔性直流换流阀阀段,实现了柔性直流换流阀核心组件包括IGBT、电容器、IGBT驱动板、二次板卡芯片的完全自主可控,并在大湾区直流背靠背广州工程实现首次试用。

  该产品的成功研制及创新应用,解决了柔性直流换流阀关键元器件、零部件依赖进口的“卡脖子”难题,实现“0到1”的突破,推动柔性直流技术自主可控的跨越式发展,提高了我国电工装备制造业的核心竞争力。

  工程带动了上下游产业链的发展。“十四五”期间,广东目标网架工程建设累计投资逾500亿元,第一阶段工程投资逾160亿元,其中粤港澳大湾区直流背靠背工程为“重头戏”,投资近99亿元。仅电网设备领域,工程建设就将带动上下游供应链约80亿元。

  东莞工程还首次在冲积三角洲地区实现直流输电与水运河道跨行业建设技术融合,是国内地基处理最复杂、桩基使用类型最多的柔性直流背靠背换流站。

  粤港澳大湾区直流背靠背电网工程的记录本上撰写着该工程创下的许多个“第一”,有些第一随着时间的推移可能成为过往,但是为了这些“第一”走过的日子将永远闪闪发光。“我们终究要做的是为了点亮万家灯火。”庞鹏说。(刘倩 杜洋乐然 欧阳逸雪 郝思远)

(编辑 叶菲)


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