宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电线路工程陕西段。袁宏彦 摄
西起茫茫大漠,翻越巍巍秦岭,跨越滚滚长江,一条蜿蜒千里的能源大动脉连接起塞上江南与三湘大地。8月20日,国家电网有限公司宁夏—湖南±800千伏特高压直流输电工程(简称宁夏—湖南工程)投产送电。至此,每年超360亿千瓦时电能浩荡奔涌至湖南,为西部发展、中部崛起注入澎湃动力。
作为“十四五”规划中首条获批的“沙戈荒”新能源基地外送标志性工程,这条能源大动脉突破技术创新区和施工无人区,助力构建新型电力系统,加快培育能源领域新质生产力。
加快宁夏“沙戈荒”大基地开发
大漠孤烟直,长河落日圆。绕过贺兰山,一路向北,就到了一年四季黄沙漫漫的腾格里沙漠。宁夏—湖南工程的起点中宁换流站就坐落于此。
宁夏新能源资源丰富,全年日照时间超2800小时,常年平均风速约8米/秒,初步测算光伏发电、风电电力可开发规模超过1亿千瓦。自2012年成为我国首个新能源综合示范区后,宁夏迎来了新能源大发展。截至今年5月,宁夏新能源发电装机容量超4500万千瓦,装机占比达60%,成为宁夏第一大电源。
曾经贫瘠、荒凉的大漠成为新能源发展的热土。2024年召开的中央经济工作会议提出,加快“沙戈荒”新能源基地建设。相关要求也写入了今年的《政府工作报告》。
政策指导下,我国“沙戈荒”新能源基地开发不断提速。公司落实党中央、国务院决策部署,加快构建新型电力系统,引领源网荷储全环节综合施策,强化电网统一调度,做好并网服务,全力推进“沙戈荒”新能源基地开发外送工作,助力“双碳”目标实现。
2023年5月,宁夏—湖南工程获得核准。工程将新能源作为外送电力的绝对主力,配套电源中新能源装机占比超过70%,创下同类工程新高,构建了大型风光电基地、支撑煤电、特高压线路“三位一体”的新能源供给消纳体系样板。
“工程具备800万千瓦的输电能力,投运后使宁夏电网送电能力提升至2000万千瓦,形成送电‘三华’的电力外送新格局。”国网宁夏电力有限公司发展策划部主任米宁介绍。
800万千瓦的送电能力为新能源送出拓宽通道。夏日,在腾格里沙漠腹地,440余万块光伏板如向日葵般追光逐日。光伏板下,柠条、沙柳、花棒等耐旱沙生植物茁壮生长。这里是宁夏—湖南工程重点配套项目——腾格里沙漠300万千瓦新能源基地光伏复合项目现场。“我们公司300万千瓦光伏项目全部建成后,年发电量可达57.8亿千瓦时,能满足450万个家庭一年的用电需求。板上发电、板间种植、板下修复的新模式更好地将资源优势转化为经济优势。”龙源电力宁夏公司设备维保中心主任工程师潘占国介绍。
据估算,宁夏—湖南工程的建设拉动了电力投资近千亿元,还直接拉动宁夏及周边“沙戈荒”地区千亿级规模的新能源、煤电、储能项目投资,带动自治区上下游产业链高质量发展,新增就业岗位5000余个,对稳产业链、稳就业具有重要意义。
为湖南经济高质量发展增绿
湖南地处我国中部、长江中游,承南接北,通江达海,是中部地区崛起的重要支撑、长江经济带发展的重要增长极。近年来,湖南经济发展势头强劲,用电需求快速增长,最大负荷年均增长7.5%,用电量年均增长7%。然而,作为内陆省份,湖南“缺煤无油乏气”,整体处于能源流向末端和受端,能源对外依存度高达80%,存在“用能大省、资源小省”的现实困扰。
“工程每年向湖南输送的电量相当于现在全省全年六分之一的用电量,是湖南供电保障体系中强有力‘外援’。”国网湖南省电力有限公司发展部规划处处长戴远航说。
区外受电能力大幅提升的同时,电力“含绿量”也显著提升。宁夏送往湖南的电量中超过一半为清洁电能,相当于年替代标准煤1200万吨,能减少湖南煤电依赖,降低碳排放量。
宁夏—湖南工程带来的好处是多层次、深远的,不仅解近忧,更谋长远、强产业。对于先进制造业、数据中心等高耗电企业来说,稳定且相对低廉的电力成本是其核心竞争力。更充足的电力供应将有助于优化电力市场环境,为湖南经济高质量发展增绿。
用电“绿不绿”是不少先进制造业企业的关注重点。位于长沙的湖南烁普新材料有限公司是一家锂电池隔膜研发、生产与销售企业,对于企业来说,用绿电不仅可以降低成本,还意味着与国际市场接轨。“使用清洁能源能让我们更好融入国际市场,增强竞争力。”该公司常务副总经理周靖介绍。
工程不仅为湖南送去了绿电,也为宁夏带去了更多产业。以工程为纽带,湖南与宁夏共同推进“一线一园一基地”,建设湘宁装备制造产业园和宁夏红寺堡区新能源基地,开创“能源+产业”的区域合作新模式。如今,中车株洲电力机车研究所有限公司等30余家企业已落户宁夏,实现“绿电东送”与“产业西迁”的双向奔赴。
挺进技术创新区、施工无人区
新能源输送比例超过50%,对电网安全稳定运行提出挑战;线路与已建在建特高压线路交叉11次,施工复杂程度高;中宁换流站地处腾格里沙漠东南边缘,常年风沙大、温差大,极端低温达零下26.9摄氏度……面对技术创新区、施工无人区,建设人员克服一系列挑战,建成了又一项标杆工程。
新能源输送比例超50%意味着什么?
它意味着我国在大规模、远距离、高比例输送波动性新能源技术上取得重大突破,解决了新能源富集地区“发得出、送不走”的瓶颈问题。然而,这也对电网灵活性调节能力、安全稳定控制技术、智能化调度水平提出了极高要求。
8月15日8时,西北电力调度控制中心监控大屏显示,宁夏—湖南工程配套新能源出力曲线呈上升趋势,高于计划出力30万千瓦。该中心依托“沙戈荒”配套控制区调度新模式,灵活调减火电出力30万千瓦,保障了新能源电力稳送多送。
“‘沙戈荒’风电光伏大基地配套电源中新能源占比高、火电占比低,给送端交流同步电网带来调频、调压、潮流重构、宽频振荡等涉网问题,电网调度运行控制研究进入无人区。”西北电力调度控制中心主任任景表示。国网西北分部持续开展“沙戈荒”风电光伏大基地调度管理研究,厘清配套电源职责、调度机制、调用机制和安全稳定控制机制等,按照“保障直流稳送多送,控制区内部风光火储开展互济,控制区仍有需求或富余能力时跨省跨区支援”原则开展调度工作,最大化实现“沙戈荒”风电光伏大基地稳送多送。
在工程建设过程中,极端建设条件也考验着建设者的毅力与智慧。工程全长1616千米,途经沙漠、戈壁、荒漠、自重湿陷性黄土地质区域,跨越黄河、长江等14条通航河流,施工及设备安装难度极大。
在秦岭深处,宁夏—湖南工程陕西段的168基铁塔全部位于山脊之上,塔腿最大高差达25米。施工单位研制出一种便于索道运输的新型750断面落地双摇臂抱杆,共架设73条索道,破解山区立塔抱杆运输难、摆放场地不够等难题。
在长江沿岸,国网重庆市电力公司在长江两岸设置辅助场,利用短暂禁航时间,以2000吨拖船将导引绳逐一拖过江,采用“无人机引导绳+拖船江面主牵引”的创新方案水陆作战,完成横跨长江放线施工。
高难度的建设需要高标准的管控。2024年5月,±800千伏衡阳换流站建设现场推土机轰鸣,国网湖南超高压变电公司运维班副班长朱添益提前进场,在工程初设图纸上标注优化建议。“设备小室内空调从天花机改为风管机”“交流滤波器场断路器检修小道加宽”“彩钢卷边角处多加几颗铆钉”……这些安全质量管控细节体现在工程全流程。该公司坚持早启动、早介入、早监督,在业主项目部成立之初便成立工作专班,17个设备小组与施工单位同步进场,全过程落实技术监督要求,确保工程高效建设、安全投运。
宁夏—湖南工程在绝缘配置、主要金具、杆塔、基础、在线监测等方面实行差异化设计,针对换流站特点开展防风沙、抗震、深填方及高边坡等21项质量提升专项设计研究,在线路方面提出36条抗冰防舞动能力提升及互跨可靠度提升措施,实现了“双八百”(即±800千伏额定电压、800万千瓦额定容量)标准化成果的全面落地应用,打造了特高压建设新标杆,为后续特高压工程建设提供了有效借鉴。
宁夏的戈壁风光点亮湖南的万家灯火,每一千瓦时清洁电能的传输,都是技术创新与区域协作的见证。宁夏—湖南工程铺就了宁湘发展的共赢之路,也托起两地人民对绿色生活的美好畅想。(记者 张献方)