青豫特高壓直流工程線路穿越伏牛山
僅15日一天,這條特高壓大動(dòng)脈輸送了3199萬千瓦時(shí)的電量,按照一臺(tái)一匹空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)工況下每小時(shí)耗電0.735千瓦時(shí)來算,可供河南省181.3萬臺(tái)1匹空調(diào)運(yùn)行一整天。世界首條以輸送清潔能源為主的“電力高速公路”,為什么花落青、豫?畢竟,從青海到河南,沿途平均海拔3900米以上,施工人員和機(jī)械設(shè)備都需要吸氧、打氧才能克服嚴(yán)重的高原反應(yīng)。工程30%的塔位在沼澤地中,全線涉及國(guó)家級(jí)水土流失重點(diǎn)預(yù)防區(qū),“午后起大風(fēng)、夜來風(fēng)雪襲”是家常便飯,工程建設(shè)難度挑戰(zhàn)極大。?出題為什么是青海、河南?
國(guó)網(wǎng)青海送變電公司施工人員在青豫特高壓直流工程建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)組立鐵塔。
但如果從供需角度來看,答案一目了然。青海清潔能源資源豐富,是西北水能資源最富集的地區(qū),而且是“風(fēng)光水”全能型選手。目前,青海清潔能源裝機(jī)2801萬千瓦,占比高達(dá)88%,其中,新能源裝機(jī)占比達(dá)50.5%,是全國(guó)新能源裝機(jī)占比最高的省份。2017年開始,青海的綠電供應(yīng)已經(jīng)從7日到9日再到15日,乃至目前正在進(jìn)行的綠電百日,從“風(fēng)生水起”走向“風(fēng)光無限”。而另一邊,河南是“中部崛起”的重要省份,河南電力負(fù)荷占華中電網(wǎng)四省負(fù)荷的40%。經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)帶來旺盛的用電需求。而且,河南省能源結(jié)構(gòu)以煤為主。從改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境角度來說,加一些綠電十分必要。一邊是充足的供應(yīng),有“綠電15日”的底氣,一邊是旺盛的需求,有“中部崛起”的依托,青豫兩省有緣千里一線牽。一邊有綠電,另一邊也要綠電,但是,看起來水到渠成的事,除了施工上的問題,還有另外一個(gè)難點(diǎn):以清潔能源為主輸送,怎樣保證特高壓線路穩(wěn)定運(yùn)行?畢竟,青海的清潔能源裝機(jī)中,一般是風(fēng)電、光伏電這些新能源發(fā)電。
?難點(diǎn)綠電“老搭檔”不能上
風(fēng)電、光伏電,優(yōu)點(diǎn)自不待言,缺點(diǎn)也很致命——波動(dòng)性較大,在某種程度上可以理解為“靠天吃飯”。白天光伏電多,晚上就幾乎沒了;風(fēng)多的時(shí)候發(fā)電喜人,風(fēng)少的時(shí)候發(fā)電量大幅下滑。但電力供應(yīng)恰恰需要穩(wěn)定地輸送電力。光伏、風(fēng)電日間出力變化大,這給電力電量平衡、大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來了考驗(yàn)。
要彌補(bǔ)新能源發(fā)電這種波動(dòng)性的缺陷,并不是沒有辦法。常見的一招就是用火電來和新能源發(fā)電搭配輸送。“風(fēng)風(fēng)火火”,此之謂也。比如,2017年投運(yùn)的祁韶特高壓直流工程是“風(fēng)火互濟(jì)”。換句普通人能聽懂的話說,就是在風(fēng)電(光伏電)出力變小的時(shí)候,需要火電頂上(調(diào)節(jié)),來維持穩(wěn)定的電力輸送。
以往,“老實(shí)聽話”指哪打哪的火電是新能源電輸送的最佳拍檔,但這次卻不行。一則青?;痣姴皇呛芏啵徽既‰娏ρb機(jī)的12%。二則此次“青豫一線牽”本來就是要送清潔能源,火電一上,就與“以輸送清潔能源為主”的設(shè)計(jì)初衷相違背了。
既然火電這個(gè)“最佳拍檔”不能上,那么就地取材,用青海豐富的水電來配合新能源電輸送行不行?畢竟水電占青海電力裝機(jī)的38%。也不太行,或者說不完全行。水電很多、很清潔,但也不能完全像火電那樣“隨時(shí)能頂上、很快很退下”,因?yàn)檫€有枯水期這個(gè)掣肘因素在。 這樣看來,要輸送清潔能源不難,要“以輸送清潔能源為主”,還真絕非易事。只要思想不滑坡,辦法總比困難多。破題的思路就是按規(guī)律辦事。仔細(xì)一琢磨,風(fēng)電、光伏電放一起輸送,也能起到一定的互補(bǔ)作用。長(zhǎng)期耕耘在青海新能源消納一線的國(guó)網(wǎng)青海電力調(diào)控中心主任方保民,用兩個(gè)成語總結(jié)了當(dāng)?shù)毓夥L(fēng)電的日間發(fā)電規(guī)律——“風(fēng)和日麗”“風(fēng)起云涌”。也就是說,風(fēng)小的陽(yáng)光大,風(fēng)電少的時(shí)候太陽(yáng)能電多;風(fēng)大的時(shí)候陽(yáng)光少,風(fēng)電大發(fā)的時(shí)候,太陽(yáng)能電少。風(fēng)電和光伏有一定的自然互補(bǔ)性,存在此消彼長(zhǎng)的趨勢(shì)。
?破題“3+X”千里護(hù)送
同時(shí),新能源發(fā)電也有其季節(jié)規(guī)律。每年3~5月、9~11月都是青海光伏和風(fēng)電的大發(fā)期,6~8月則是水電大發(fā)期。依據(jù)這個(gè)季節(jié)規(guī)律,電網(wǎng)調(diào)度人員就能做到心中有數(shù),順勢(shì)而為。另外,就是前面說的水電搭配新能源輸送。這在國(guó)外有例可循。比如,包括丹麥在內(nèi)的北歐各國(guó)是“風(fēng)水互濟(jì)”輸電。所以,青豫特高壓的“互濟(jì)”模式是“風(fēng)光水互濟(jì)”。
當(dāng)然,光有三種清潔能源發(fā)電之間的“互濟(jì)”還是不夠的,還需要額外助力。方保民介紹:“除了黃河水電,整個(gè)青海的新能源都可以參與調(diào)峰,還有更大范圍內(nèi)的西北電網(wǎng)來支撐。”雖然新能源發(fā)電就像一個(gè)不穩(wěn)定的水龍頭,“流水”的多少不太確定,但在西北電網(wǎng)的“大水池”里,通過大電網(wǎng)調(diào)節(jié)、省間互濟(jì)、電力市場(chǎng)交易等方式,這個(gè)問題也能得到部分解決。
除上面三個(gè)方面助力之外,還需要先進(jìn)技術(shù)的加持,才能讓這條輸送清潔能源為主的“電力高速公路”運(yùn)行更平穩(wěn)。
在送端的青海,國(guó)網(wǎng)青海電力在500萬千瓦配套新能源電站部署了18臺(tái)5萬千乏小型調(diào)相機(jī),可以有效改善電網(wǎng)功率因數(shù),維持電網(wǎng)電壓水平,抑制直流系統(tǒng)故障發(fā)生。在受端的河南,今年4月9日,河南首套、國(guó)內(nèi)單臺(tái)容量最大調(diào)相機(jī)工程——漯河邵陵調(diào)相機(jī)工程正式投入運(yùn)行,也能起到保障交直流電網(wǎng)安全運(yùn)行的作用。這些調(diào)相機(jī)就像電網(wǎng)的穩(wěn)壓器、千斤頂,在有閃動(dòng)時(shí)能隨時(shí)“頂”上來、“穩(wěn)”得住。
河南電力檢修公司運(yùn)維人員在新投入運(yùn)行的邵陵調(diào)相機(jī)站開展設(shè)備排查。(羅浩)制約青豫直流送電能力的主要因素,就是雙極閉鎖后750千伏變電站的過電壓?jiǎn)栴}和新能源電站末端的“翹尾巴”問題(風(fēng)機(jī)機(jī)端過電壓水平高于變電站過電壓水平)。對(duì)此,國(guó)網(wǎng)青海電力通過采取對(duì)變電站進(jìn)行耐壓改造、對(duì)新能源場(chǎng)站進(jìn)行參數(shù)調(diào)整、加裝分布式調(diào)相機(jī)等措施,避免風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)、降低過電壓水平,從而進(jìn)一步提升直流輸送能力。由此看來,“千里送綠電”,光從調(diào)度運(yùn)行角度來說,就不是一件簡(jiǎn)單的事。這其中的智慧、這背后的努力,可以視為“創(chuàng)造多項(xiàng)世界第一”的一個(gè)最好注腳。
原標(biāo)題: 千里送綠電,究竟難在哪?