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華中、華東特高壓家族添丁
近日，中國特高壓版圖上再添濃墨重彩一筆。
3月24日，國家電網(wǎng)有限公司召開福州—廈門、駐馬店—武漢1000千伏特高壓交流工程開工動員大會（以下簡稱“動員大會”），國家電網(wǎng)有限公司董事長、黨組書記辛保安在國家電網(wǎng)有限公司總部主會場宣布：“國家電網(wǎng)有限公司福州—廈門、駐馬店—武漢1000千伏特高壓交流工程開工！”
在各類電網(wǎng)中，特高壓電網(wǎng)是交流1000千伏、直流±800千伏及以上電壓等級的輸電網(wǎng)絡(luò)，具有輸電距離遠(yuǎn)、輸電功率大、線路占地面積小、電能損耗小等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效解決能源供應(yīng)不安全、現(xiàn)有電網(wǎng)不安全、生態(tài)環(huán)境不安全等問題，提高電網(wǎng)運(yùn)輸能力，被譽(yù)為“電力高速公路”。
近年來，國家電網(wǎng)有限公司充分落實(shí)“十四五”電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃，加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，推動電網(wǎng)向能源互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)型升級。目前，國家電網(wǎng)已累計(jì)建成29項(xiàng)特高壓工程，在運(yùn)在建工程線路長度達(dá)4.6萬千米，累計(jì)送電超過2.5萬億千瓦時(shí)。預(yù)計(jì)到2030年，國家電網(wǎng)跨區(qū)跨省輸電能力將由目前的2.4億千瓦提高到3.7億千瓦以上。
如今，在碳達(dá)峰碳中和背景下，加強(qiáng)網(wǎng)架建設(shè)，尤其是特高壓建設(shè)，可有效解決我國高比例可再生能源并網(wǎng)、跨省跨區(qū)大范圍調(diào)配的難題。
2021年，國家電網(wǎng)發(fā)布“雙碳”行動方案和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案，在2021~2030年重點(diǎn)任務(wù)中明確指出，要在受端擴(kuò)展和完善華北、華東特高壓網(wǎng)架，加快建設(shè)華中特高壓網(wǎng)架，實(shí)現(xiàn)500千伏合理分層分區(qū)，構(gòu)建風(fēng)光水火資源優(yōu)化配置平臺；在送端，推進(jìn)西南特高壓網(wǎng)架建設(shè)，完善西北、東北750/500千伏網(wǎng)架，支撐跨區(qū)直流安全高效運(yùn)行。
在這些縱橫交錯(cuò)的特高壓線路中，剛剛開工的福州—廈門、駐馬店—武漢工程，對于華東和華中地區(qū)能源保供和低碳轉(zhuǎn)型，具有至關(guān)重要的作用。
國家電網(wǎng)有限公司特高壓事業(yè)部變電處處長黃常元介紹，福州—廈門、駐馬店—武漢兩項(xiàng)工程總投資109億元，計(jì)劃于2023年建成投運(yùn)。福州—廈門工程新建長泰變電站，擴(kuò)建榕城、集美變電站，新增變電容量600萬千伏安，建設(shè)雙回1000千伏輸電線路238千米，建成后將提升福建電網(wǎng)外受電能力400萬千瓦。駐馬店—武漢工程新建雙回1000千伏輸電線路287千米，建成后將顯著優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大西北風(fēng)光、西南水電等清潔能源在華中地區(qū)消納規(guī)模。兩項(xiàng)工程將有效帶動產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈共同發(fā)展，進(jìn)一步提升能源資源優(yōu)化配置能力，服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展。
值得注意的是，這兩項(xiàng)工程還被稱為“升級版的特高壓工程”，充分體現(xiàn)了國家電網(wǎng)特高壓建設(shè)的技術(shù)和管理創(chuàng)新。國家電網(wǎng)聚焦穩(wěn)定安全可靠目標(biāo)，以“六精四化”為主線，堅(jiān)持安全第一、質(zhì)量至上、效益優(yōu)先，推進(jìn)設(shè)備品質(zhì)升級、設(shè)計(jì)優(yōu)化升級、施工質(zhì)量升級、綠色環(huán)保升級、技經(jīng)質(zhì)效升級、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)升級，在本質(zhì)安全可靠、核心技術(shù)裝備全自主可控、智能化機(jī)械化施工與綠色建造方面邁上了新臺階，打造安全可靠、自主創(chuàng)新、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境友好、國際一流的精品工程。
實(shí)現(xiàn)省間資源互濟(jì)
3月25日，駐馬店—武漢工程（豫1標(biāo)段）首基試點(diǎn)在河南省駐馬店市平輿縣1S073塔位啟動。當(dāng)日，豫2、3、4、5標(biāo)段首基試點(diǎn)同步開工，標(biāo)志著該工程河南段進(jìn)入全面建設(shè)階段。
近日，國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，將“兩湖一江”地區(qū)列入能源供應(yīng)保障重點(diǎn)區(qū)域，提出有序擴(kuò)大能源調(diào)入規(guī)模，完善華中區(qū)域內(nèi)特高壓交流網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，為特高壓直流送入電力提供支撐。此前國家發(fā)改委印發(fā)的《長江中游城市群發(fā)展“十四五”實(shí)施方案》也提出加強(qiáng)湖北、湖南、江西三省能源供應(yīng)保障工作，積極引入?yún)^(qū)外電力，完善城市群電網(wǎng)主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，加快推進(jìn)華中特高壓交流環(huán)網(wǎng)建設(shè)，加強(qiáng)本地保障電源建設(shè)，完善應(yīng)急保障電源配置。
華中地區(qū)能源匱乏，需要大規(guī)模受入外來電力。按照國家規(guī)劃，華中四省將形成河南2回，湖北、湖南、江西三省各1回，全區(qū)共計(jì)5回額定電壓±800千伏、額定輸送容量800萬千瓦的特高壓直流受電格局，輸送電源包括火電、水電、風(fēng)電、光伏發(fā)電等多種類型，出力特性呈現(xiàn)周期性、季節(jié)性特征，互補(bǔ)性強(qiáng)，需要在區(qū)域內(nèi)跨省優(yōu)化配置資源和互濟(jì)運(yùn)行。
然而，華中電網(wǎng)目前面臨的問題是，現(xiàn)有省間網(wǎng)架輸電能力不滿足直流嚴(yán)重故障條件下安全運(yùn)行要求，已投運(yùn)的特高壓工程面臨功率受限難題。
駐馬店—武漢工程建成投運(yùn)后，這一難題將得到解決。駐馬店—武漢工程是華中特高壓主網(wǎng)架的重要組成部分，是青豫直流的配套工程。華中特高壓環(huán)網(wǎng)建成后，華中電網(wǎng)省間互濟(jì)能力將大幅提高，并為保持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行留下合理裕度。
優(yōu)化加強(qiáng)華中區(qū)域電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，顯著提升鄂豫斷面省間電力交換能力，保障青海—河南等特高壓直流工程高效穩(wěn)定輸電，滿足區(qū)域電力發(fā)展要求……可以預(yù)見，駐馬店—武漢工程的建設(shè)，對于促進(jìn)華中地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展具有重要意義。
“按照華中‘日’字形特高壓交流環(huán)網(wǎng)規(guī)劃，河南率先核準(zhǔn)并建成投產(chǎn)了駐馬店—南陽特高壓交流輸電工程，將南陽—荊門、駐馬店—武漢兩個(gè)特高壓交流輸電工程列為省政府重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。”河南省委常委、副省長費(fèi)東斌在動員大會上表示，“十四五”期間，河南省將與國家電網(wǎng)通力合作，確保陜西至河南直流輸電工程順利推進(jìn)，加快推動天中直流、青豫直流提升利用效率，盡快達(dá)到設(shè)計(jì)能力，努力實(shí)現(xiàn)河南電力安全穩(wěn)定供應(yīng)。
湖北省副省長寧詠在動員大會上表示，湖北經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展，離不開堅(jiān)強(qiáng)有力的電力支撐。“我們將錨定‘建成支點(diǎn)、走在前列、譜寫新篇’的目標(biāo)定位，與國家電網(wǎng)公司深化戰(zhàn)略合作，共同推動能源轉(zhuǎn)型發(fā)展，加快疫后重振，建設(shè)美麗湖北，實(shí)現(xiàn)綠色崛起。”寧詠說。
此外，駐馬店—武漢工程還解決了短路電流超標(biāo)的難題。目前，河南鄭州、湖北荊門、湖南長株潭等地區(qū)500千伏電網(wǎng)變電站布點(diǎn)增加，電網(wǎng)聯(lián)系更趨緊密，短路電流水平整體偏高，給電網(wǎng)的運(yùn)行控制帶來巨大壓力。隨著電網(wǎng)負(fù)荷的增長，短路電流還將進(jìn)一步增多，制約電網(wǎng)發(fā)展和安全運(yùn)行。
簡單更換設(shè)備或調(diào)整電網(wǎng)運(yùn)行方式，雖然一定程度上可以暫時(shí)控制短路電流水平，但降低了電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性和可靠性，并非長久之計(jì)。駐馬店—武漢工程的建設(shè)，為后續(xù)500千伏電網(wǎng)解環(huán)和分片運(yùn)行創(chuàng)造條件，將從結(jié)構(gòu)上解決電網(wǎng)發(fā)展面臨的短路容量超標(biāo)問題。
支撐閩粵電力聯(lián)網(wǎng)
當(dāng)前，受自然條件和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響，福建省電源分布與用電需求呈逆向分布。福建北部地區(qū)航道港口條件好、電源廠址條件優(yōu)越，電源裝機(jī)占全省負(fù)荷比重約46%，但南部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，占全省負(fù)荷比重達(dá)54%。
自“十三五”起，福建南北電源與負(fù)荷需求“倒掛”現(xiàn)象已經(jīng)顯現(xiàn)，且呈現(xiàn)持續(xù)增長趨勢。從清潔能源分布來看，2021～2030年福建北部核電裝機(jī)、風(fēng)電等新能源裝機(jī)在全省占比均約80%。隨著南部負(fù)荷增長和北部規(guī)劃電源的投產(chǎn)，北電南送規(guī)模將進(jìn)一步加大，通道輸電能力日趨緊張，現(xiàn)狀網(wǎng)架無法滿足送電需求。
2020年4月，國家能源局將福州—廈門工程列為電網(wǎng)主網(wǎng)架完善重點(diǎn)項(xiàng)目。“福州—廈門工程將提升福建電網(wǎng)外受電能力400萬千瓦，促進(jìn)沿海核電、風(fēng)電等清潔能源開發(fā)利用，提高華東電網(wǎng)供電可靠性，為閩粵聯(lián)網(wǎng)工程穩(wěn)定運(yùn)行提供支撐。”國網(wǎng)福建省電力有限公司建設(shè)部主任羅克偉表示。
據(jù)了解，到2030年，福建北部的海上風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)將占全省裝機(jī)量的80%。福州—廈門工程投產(chǎn)后，可有力保障福建北部新能源南送，促進(jìn)清潔能源消納，將有力支撐閩粵聯(lián)網(wǎng)工程穩(wěn)定發(fā)揮作用。
羅克偉介紹，福州—廈門特高壓工程將采用我國自主研發(fā)、國際領(lǐng)先的特高壓輸電技術(shù)，該技術(shù)具有輸電容量大、距離遠(yuǎn)、損耗低、占地省的突出優(yōu)勢，項(xiàng)目建設(shè)過程中將推動輸電技術(shù)和裝備的全面升級。
為確保該工程順利開工建設(shè)，施工人員對線路沿線進(jìn)行多次勘查和復(fù)測，精心優(yōu)化路徑，為后續(xù)全面推進(jìn)項(xiàng)目建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。“針對工程交叉跨越多、涉及面廣，施工難度大的特點(diǎn)，我們采用‘先簽后建’的模式，適當(dāng)避開障礙物確定線路走向，確保工程順利開工。”福建送變電公司施工項(xiàng)目經(jīng)理陳錦東說。
目前，廈門電網(wǎng)已經(jīng)形成了以500千伏電網(wǎng)為骨干、±320千伏柔性直流為輔、220千伏多環(huán)互聯(lián)、110千伏輻射型網(wǎng)絡(luò)相協(xié)調(diào)的網(wǎng)架。福州—廈門工程建成后，廈門電壓等級將從“500千伏”一躍成為“1000千伏”，漳州、泉州等地供電可靠性也將得到顯著提升。
建設(shè)數(shù)字化電網(wǎng)
兩項(xiàng)工程之所以成為特高壓工程“升級版”，還在于國家電網(wǎng)在工程技術(shù)管理創(chuàng)新方面的深入探索。
在施工方面，工程所處的地形和氣候給工程帶來了不小的難度。以福州—廈門工程為例，工程變電站用地手續(xù)辦理周期長，沿線山地多，地形條件差，交通運(yùn)輸、施工難度大。
陳錦東介紹，結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際條件，國網(wǎng)福建電力因地制宜，重點(diǎn)推進(jìn)現(xiàn)場材料運(yùn)輸、基礎(chǔ)施工、桿塔組立等環(huán)節(jié)的機(jī)械化施工。
“福州—廈門工程基坑開挖機(jī)械化率將不少于35%，桿塔組立階段落地抱桿（流動式起重機(jī)）應(yīng)用率達(dá)到100%。”陳錦東介紹說，在物料運(yùn)輸階段，施工人員將根據(jù)周邊地形及實(shí)際施工道路條件選用軌道運(yùn)輸車、索道和履帶式運(yùn)輸車等；基礎(chǔ)施工階段將采用巖石錨桿鉆機(jī)、潛孔鉆機(jī)（微型樁基礎(chǔ)）、旋挖鉆機(jī)、水磨鉆機(jī)等。
智能數(shù)字化電網(wǎng)建設(shè)平臺的應(yīng)用，也為工程“升級”提供了助力。在逐基落實(shí)塔位“先簽后建”各項(xiàng)工作基礎(chǔ)上，國家電網(wǎng)深化應(yīng)用平臺內(nèi)“先簽后建”“進(jìn)度周報(bào)”等各項(xiàng)數(shù)字化模塊，加強(qiáng)現(xiàn)場施工全過程管控，基于設(shè)計(jì)協(xié)同工作平臺建立三維數(shù)字模型，實(shí)現(xiàn)工程材料量自動統(tǒng)計(jì)，推動三維數(shù)字設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)型，提升工程設(shè)計(jì)質(zhì)量；深入推進(jìn)變電工程感知層建設(shè)，加快北斗、5G技術(shù)應(yīng)用實(shí)踐，強(qiáng)化作業(yè)單元智能管控，打造智慧標(biāo)桿工地。
依托專業(yè)隊(duì)伍，國家電網(wǎng)還在探索打造綠色工程。結(jié)合變電站站址地區(qū)山地多、高差大的地形特點(diǎn)，兩項(xiàng)工程融入了海綿城市設(shè)計(jì)理念，采用透水混凝土、客土噴播等措施，充分發(fā)揮綠地、道路、水系統(tǒng)等對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，削弱徑流，節(jié)約水資源，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，做到自然積存、自然滲透、自然凈化。線路設(shè)計(jì)中，為避免地表植被被損毀，國家電網(wǎng)計(jì)劃引入專業(yè)化復(fù)綠團(tuán)隊(duì)，根據(jù)山區(qū)輸電線路工程特點(diǎn)，提出一種完整的、科學(xué)的、可推廣的植被恢復(fù)方案。
在專業(yè)管理上，國家電網(wǎng)實(shí)施“六精”管理，精益求精抓安全，精雕細(xì)刻提質(zhì)量，精準(zhǔn)管控保進(jìn)度，精耕細(xì)作搞技術(shù)，精打細(xì)算控造價(jià)，精心培育強(qiáng)隊(duì)伍，統(tǒng)籌加強(qiáng)五個(gè)專業(yè)一個(gè)支撐，建立健全“架構(gòu)更加科學(xué)合理、運(yùn)轉(zhuǎn)更加有序高效、管控更加科學(xué)有力”的專業(yè)管理體系，推動基建管理能力水平再上新臺階。在工程建設(shè)上，國家電網(wǎng)實(shí)施“四化”建設(shè)，以標(biāo)準(zhǔn)化為基礎(chǔ)、綠色化為方向、模塊化為方式、智能化為內(nèi)涵，全面推進(jìn)“價(jià)值追求更高、方式手段更新、質(zhì)量效率更優(yōu)”的高質(zhì)量建設(shè)，推動工程建設(shè)能力水平再上新臺階。
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