8月的武汉,酷暑难当。从8月6日晚上起,对湖北省的不少居民来说,让他们可以享受畅快夏日生活的电能,已是来自千里之外的陕北能源基地。当天,陕北—湖北±800千伏特高压直流输电工程双极低端启动送电。
陕北—湖北特高压工程连接陕北能源基地与湖北电网负荷中心,起于陕西省榆林市府谷县陕北换流站,止于湖北省武汉市新洲区武汉换流站,途经陕西、山西、河南、湖北4省,输电距离1127千米,在将陕西资源优势转换为经济优势的同时,推动湖北能源结构转型升级。
加快工程建设
彰显“顶梁柱”担当
2020年2月28日,陕北的黄土高原万物萧条,寒风刺骨。然而,位于陕西省榆林市府谷县的陕北换流站却是绿网铺地、彩旗招展,“严格抓疫情防控 全力推电网建设”的标语格外醒目,一辆辆工程机械车整齐排列,一名名工程建设者斗志昂扬。当天,陕北—湖北特高压工程正式开工,陕北换流站和陕西、山西、河南段线路破土动工。一个月后的3月30日,新冠肺炎疫情得到有效控制之际,伴随着复工复产的步伐,在早春充满希望的荆楚大地上,武汉换流站、湖北段线路开工。
陕北—湖北特高压工程是国家电网有限公司坚决贯彻落实习近平总书记“统筹推进新冠肺炎疫情防控和经济社会发展工作”系列重要指示批示,在新冠肺炎疫情发生后首个新开工建设的重大项目,是落实党中央、国务院决策部署,全力恢复建设,稳投资、稳就业、稳预期的重要举措,对拉动上下游产业链复工复产、助力经济复苏起到了很好的带头作用,展现了“大国重器”和“顶梁柱”的担当。
“陕北—湖北工程的开工建设极大地带动了能源和输变电产业及上下游相关产业的发展,提振了相关产业的投资和发展信心,达到了稳投资、稳就业、稳预期的效果,对保持输变电设备制造产业链的持续健康发展十分必要。”特变电工衡阳变压器有限责任公司副总工程师汪德华说。该公司是陕北—湖北特高压工程的高端换流变压器供应商之一,涉及合同金额达10.7亿元。
特高压工程投资规模大、经济效益好,具有产业链长、带动力强等优势,可有力带动电源、电工装备、用能设备、原材料等上下游产业。陕北—湖北特高压工程总投资约185亿元,直接带动设备生产规模约120亿元,增加就业岗位超过4万个,带动电源等相关产业投资超过700亿元,助推输变电设备制造业转型升级。
开工时武汉尚未解封,但工程迅速进入施工高峰期。在武汉换流站的施工现场,所有车辆消毒后方可进入,返岗工作人员按照“可在站内正常工作、14天内不得离开换流站”的方式隔离,确保施工现场疫情可防可控。
工程建设面临的困难不仅仅是疫情防控。工程沿线山地丘陵占86%,建设施工难度大;跨越高铁、高速公路数十次、110千伏及以上输电通道百余次,通道协议办理难度大。“施工人员都铆足了劲,7点开始作业,晚上有时工作到10点才下班。”湖北送变电工程有限公司项目经理张小波说。
在陕西,建设人员克服陕北地区地质松软、气候恶劣以及工程交叉跨越多等困难,完成跨越黄河、高速公路等99处重大风险作业任务,提前2个月贯通线路;在河南,业主项目部加强全局策划,严格“大作业面、小现场”安全管控,成功跨越铁路5次、高速9次,穿越3个国家级自然保护区;在山西,针对工程交叉作业多、风险隐患多的情况,建设人员全面应用基建“e安全”加强作业层班组建设,确保了工程建设安全和质量。
17个月!工程建设者们通过精心组织、提前谋划,克服工期紧、防疫压力大、外部协调难等重重困难,完成双极低端及全线机械竣工,实现了疫情防控、复工复产两不误。
坚持科技创新
打造“升级版”特高压工程
5月18日,陕北换流站24个间隔800千伏气体绝缘全封闭组合电器(GIS)现场耐压和局放试验一次顺利通过,证明了国产特高压设备安全可靠的品质。
陕北换流站的800千伏GIS设备由我国自主研发设计,核心元器件全部实现国产化,做到了真正的“中国设计、中国制造”,打破了国外垄断,解决了特高压关键设备的“卡脖子”问题。
特高压输电是我国具有自主知识产权的世界级创新技术,具有输送容量大、输送距离远、输电损耗低的突出优势,曾两次荣获国家科技进步特等奖。陕北—湖北特高压工程在全面总结特高压15年科技攻关与建设运行经验的基础上,持续推动创新和高质量发展,打造“升级版”特高压工程,带动输变电设备制造全产业链技术升级。
“直流穿墙套管采用一体化导电杆设计,结构简单、通流能力高、安全可靠,满足‘升级版’特高压直流工程的要求。”平高集团营销中心北京分部副总监薛扬说,“国产全系列电压等级直流穿墙套管、低端换流变阀侧套管在工程上批量应用,是解决‘卡脖子’技术难题的重大突破。”该公司自主研发设计的150/400/800千伏直流穿墙套管应用于武汉换流站。
突破不止一项。工程直流系统长期和短时过负荷能力分别提升10%和20%,换流变出线关键区域的绝缘强度整体提高了30%,换流变网侧套管、阀侧套管、穿墙套管通流能力、内绝缘水平整体提高1.2倍以上……“公司践行‘安全发展、绿色发展、高质量发展’理念,全力打造‘升级版’特高压工程。工程系统安全性、设备可靠性和运行灵活性进一步提升,在破解短板技术、提升安全质量、创建绿色生态、支撑能源变革等方面都取得了重要突破。”国网特高压部相关负责人说。
工程中的技术创新不仅体现在电网建设中。在配套通信工程上,国网信通公司立足科技自立自强,应用我国自主研发的大有效面积光纤复合架空地线,实现467千米无中继长距离传输的重大突破,达到国际领先水平,造价比进口同类光缆降低50%。这种光缆在通信工程领域也具有广泛的应用前景。
公司严把工程质量关,将科技创新的成果完美地应用到工程建设中。在换流站,公司严格落实换流变、换流阀、GIS等设备的安装工艺控制,GIS设备现场耐压、换流变交接试验均一次通过。线路方面,公司通过严格线路材料生产过程质量管控,强化产品型式试验、原材料入厂检测和产品出厂见证试验管理,开展现场螺栓抽检、基础第三方抽检,严格三级自检及标准化转序,切实保障质量。7月18日工程直流线路通过参数测试和各级验收。
公司还首次在特高压工程中开展现场专项安全评估,强化了业主、施工、监理项目部的资源配置,加强了作业计划、施工方案执行、三级及以上风险监理旁站等方面的管控,工程建设保持了零安全事故。
优化资源配置
协调区域发展
陕北是我国能源资源的“聚宝盆”,煤炭储量2700亿吨,占全国的12%,风、光资源十分丰富,开发条件优越,预计“十四五”末新能源装机将达4000万千瓦以上,并与以清洁能源为主的西北电网紧密互联,是国家级战略能源基地。位于工程送端的榆林,资源优势更为突出,平均每一平方米土地下就有6吨煤。
湖北是我国中部崛起战略的“排头兵”,经济社会发展势头强劲,能源电力需求巨大。今年上半年,湖北GDP增速达28.5%,增速居全国第一。用电量数据也有直观反映:上半年,湖北全社会用电量达1154.17亿千瓦时,同比增长24.87%,比2019年同期增长11.06%,印证了湖北用电需求旺盛,经济社会发展在疫情后呈重振态势。
随着经济快速发展,湖北用电需求将大幅增长,但湖北一次能源资源相对匮乏,水电的季节性丰枯特征明显,“十四五”期间湖北最大电力缺额预计将超过1500万千瓦,建设外电入鄂特高压通道迫在眉睫。
陕北—湖北特高压工程一头连着湖北,一头连着陕北,架起连接两端的能源桥梁。通过这条能源大通道,陕西的风、光、火电打捆直送湖北负荷中心,每年可输送电量400亿千瓦时,相当于替代原煤1800万吨,减排二氧化碳2960万吨、二氧化硫9万吨、氮氧化物9.4万吨。
这不是陕电外送的第一条特高压通道。促进能源资源高效利用,从能源大省向能源强省转变,陕西一直在推动陕北能源基地集约开发和电力大规模外送。2017年8月,1000千伏榆横—潍坊特高压交流工程投运;2018年,该工程配套送出工程——赵石畔电厂、横山电厂1000千伏送出工程建成投运。
这次启动送电的陕北—湖北特高压工程将进一步提高陕北煤电转化能力,使得陕北能源资源特别是新能源的大规模开发利用成为可能,每年400亿千瓦时的送电量可拉动陕西省GDP增长0.5个百分点,为革命老区经济社会发展增添新的动力。
在受端,这条“北电南送”的“电力高速路”可以让负荷中心的湖北少建两回跨越上千千米的超高压输电工程,节约线路走廊4000公顷,节省投资18亿元,每年可减少输电损耗20亿千瓦时,对于满足湖北用电增长需求、助力中部污染防治攻坚战、促进经济社会可持续发展具有重要意义。
今年入夏以来,湖北电网最大负荷已创历史新高,达4343万千瓦,预计8月份电力缺额超过百万千瓦。“工程的输送功率约占武汉最高负荷的70%,可以有效缓解电力供需矛盾。”国网湖北电力特高压部副主任彭迎介绍,考虑到今夏湖北供电紧张的形势,工程采用“低谷调试、高峰送电”的方式,支撑湖北电网迎峰度夏。
在疫情防控的关键时期,陕北—湖北特高压工程在湖北率先开工,提振经济社会发展信心;在迎峰度夏的紧要关头,工程启动送电,缓解湖北供电压力。8月中旬,工程将完成双极低端系统调试,具备400万千瓦输送能力,届时,将在服务区域协调发展、促进清洁能源消纳、保障电力安全可靠供应等方面发挥更大作用,为经济社会高质量发展蓄力赋能。
原标题:银线千里连陕鄂 动能澎湃开新篇