烏東德水電站送電廣東廣西示范工程建成投產(chǎn)19項世界第一

　　作為世界級工程，昆柳龍工程創(chuàng )造了19項世界第一，包括世界上第一個(gè)±800千伏特高壓柔性直流輸電工程，世界單站容量最大的換流站，世界首次具備架空線(xiàn)路故障自清除及再啟動(dòng)能力等。

　　2020年12月27日10時(shí)許，隨著(zhù)國家能源局局長(cháng)章建華下達啟動(dòng)投產(chǎn)指令，國家西電東送重點(diǎn)工程——烏東德水電站送電廣東、廣西特高壓多端柔性直流示范工程正式建成投產(chǎn)。

　　作為世界上第一條±800千伏特高壓多端柔性直流輸電工程，其建成投產(chǎn)幾乎登上了年度能源新聞排行榜前列，被認為“我國在世界上率先系統掌握了特高壓多端混合柔性直流技術(shù)體系”，并“引領(lǐng)世界特高壓技術(shù)進(jìn)入柔性直流新時(shí)代”。

　　輸送清潔能源的超級工程

　　“作為烏東德水電站電力送出的‘主動(dòng)脈’，該工程額定輸送容量約占其總裝機容量的80%?！蹦戏诫娋W(wǎng)公司總經(jīng)理曹志安介紹，工程總投資242.49億元，線(xiàn)路起于云南昆北換流站，落點(diǎn)在廣西柳北換流站和廣東龍門(mén)換流站，全長(cháng)1452公里，簡(jiǎn)稱(chēng)昆柳龍直流工程;工程于2018年3月29日由國家發(fā)改委核準，采用±800千伏特高壓三端混合直流系統，輸送容量800萬(wàn)千瓦。

　　工程把世界第七大水電站——烏東德水電站豐沛的水電源源不斷送抵粵港澳大灣區和廣西負荷中心，預計每年送電330億千瓦時(shí)，相當于海南省一年的全社會(huì )用電量;可每年減少煤炭消耗950萬(wàn)噸、減排二氧化碳2500萬(wàn)噸，將使粵港澳大灣區天更藍、地更綠、水更清，為我國力爭在2030年前二氧化碳排放達峰、2060年前為實(shí)現碳中和出一份力。

　　這樣一個(gè)定位于清潔能源輸送的超級工程，還將使云南水能利用率從2017年的88%提升至2020年的99%以上，基本實(shí)現全額消納，同時(shí)對風(fēng)、光等新能源的大規模開(kāi)發(fā)利用起到推動(dòng)作用。

　　采用特高壓多端混合直流系統

　　“這是一個(gè)領(lǐng)跑世界的超級工程，它標志著(zhù)我國特高壓直流輸電技術(shù)提升到空前水平，開(kāi)創(chuàng )出新的輸電模式?！敝袊こ淘涸菏?、南方電網(wǎng)公司專(zhuān)家委員會(huì )主任委員李立浧表示。

　　此前，世界主流輸電模式都是“直流送電、交流組網(wǎng)”。南方電網(wǎng)公司首席技術(shù)專(zhuān)家、南網(wǎng)科研院董事長(cháng)饒宏介紹，這緣于交直流輸電本身的技術(shù)特性：常規直流主要用于點(diǎn)對點(diǎn)、遠距離、大容量電源外送，而不能組網(wǎng);交流輸電則可以滿(mǎn)足常規電源送出和電網(wǎng)互聯(lián)需求，且成本低。但這一基本模式卻面臨一個(gè)“原理性障礙”，即所謂“多直流饋入”問(wèn)題。他解釋?zhuān)罅髁康某Ｒ幹绷鲄R入電網(wǎng)，就像一條大河流入一個(gè)水庫，一旦常規直流線(xiàn)路“閉鎖”，就像河水突然截停，會(huì )導致水庫缺水。

　　然而柔性直流改變了這一切。柔性直流(flexible)是20世紀90年代興起的新一代“電壓源型”直流輸電技術(shù)。和傳統“電流源型”直流相比，它對電壓、頻率的控制更加靈活，就像一個(gè)完全可控的水泵，能夠精準控制水流的方向、速度和流量，使水庫更加平穩，河流被截停的幾率也大幅下降?！斑@就是其柔性的主要體現?！别埡瓯硎?。

　　昆柳龍工程在世界上首次采用特高壓多端混合直流系統，送端云南昆北是常規直流，廣西柳北、廣東龍門(mén)兩個(gè)受端是柔性直流?！斑@種方案既經(jīng)濟，技術(shù)上又先進(jìn)?！崩盍平忉?zhuān)盐鞑克娝偷接秒娦枨蟠蟮膹V東、廣西，距離近1500公里，遠距離大容量輸電用特高壓直流最經(jīng)濟高效;但常規直流并網(wǎng)后，因其換相失敗現象難以避免等固有特性，會(huì )對受端電網(wǎng)系統安全穩定帶來(lái)一定沖擊?！叭嵝灾绷髂芙鉀Q這些問(wèn)題，它調控更加靈活，還能在關(guān)鍵時(shí)刻支持系統安全穩定運行?！?/p>

　　工程的已有實(shí)踐，也印證了這一結論：自2020年7月底云南至廣東柔性直流雙極低端階段性投產(chǎn)以來(lái)，沒(méi)有出現過(guò)一起“閉鎖”。

　　但是柔性直流作為一種新技術(shù)，以往工程最高電壓做到500千伏，送電量、送電效率還不夠高。此次則提升到800千伏，送電量也達到全球最高的800萬(wàn)千瓦。浙江大學(xué)教授、國際電氣電子工程師學(xué)會(huì )(IEEE)會(huì )士徐政展望：“這是一個(gè)開(kāi)路工程。此后，遠距離、大容量送電工程，都會(huì )首選柔性直流技術(shù)?！?/p>

　　19項第一解決了一批世界性難題

　　作為世界級工程，昆柳龍工程創(chuàng )造了19項世界第一，包括世界上第一個(gè)±800千伏特高壓柔性直流輸電工程，世界單站容量最大的換流站，世界首次具備架空線(xiàn)路故障自清除及再啟動(dòng)能力等?！懊宽検澜绲谝欢伎梢詫?xiě)一篇大文章?！崩盍迫缡钦f(shuō)。

　　采用混合直流技術(shù)，大大增加了研發(fā)和建設難度;而創(chuàng )造19項世界第一，每一項都是輸電技術(shù)領(lǐng)域“無(wú)人區”的重要突破?！拔覀儾⒎菫榱耸澜绲谝欢谝??！别埡瓯硎?，柔性直流技術(shù)對電網(wǎng)運行可控性的提高經(jīng)過(guò)了充分論證，柔直技術(shù)讓復雜的電網(wǎng)變得更加可靠，支持西電東送直流輸電持續實(shí)施。

　　李立浧表示，中國人實(shí)現了柔性直流技術(shù)在多端、特高壓、柔直電網(wǎng)等工程中的應用，中國發(fā)展柔性直流技術(shù)將大有可為。南方電網(wǎng)公司通過(guò)在主電網(wǎng)應用、掌握特高壓多端柔性直流技術(shù)，推動(dòng)了柔性直流技術(shù)的進(jìn)步，終將在未來(lái)電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展中起到核心作用。

　　19項世界第一的背后，是成套設備從無(wú)到有研制出來(lái)，大量前所未有運行方式從0到1逐一破解。在輸電技術(shù)領(lǐng)域“無(wú)人區”，南方電網(wǎng)公司牽頭，整合國內科研、高校、設計、制造等單位，圍繞特高壓柔性直流拓撲結構、控制保護系統以及絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、柔性直流變壓器等關(guān)鍵設備和核心技術(shù)，展開(kāi)了為時(shí)數年的大攻關(guān)，解決了“單一模塊故障導致系統閉鎖”、系統運行方式優(yōu)化等一批世界級難題。

　　柔性直流換流閥這一關(guān)鍵設備被稱(chēng)為工程的“心臟”，如今世界首個(gè)能承受±800千伏特高壓的國產(chǎn)“心臟”已在龍門(mén)換流站穩定“跳動(dòng)”。其中一些先進(jìn)技術(shù)將被應用到即將建設的海上柔性直流項目，并將被國外廠(chǎng)家借鑒;IGBT關(guān)鍵芯片更是打破了國外少數廠(chǎng)家的壟斷。

　　延伸閱讀

　　又一驚人業(yè)績(jì)：主設備自主化率100%

　　除19項世界第一之外，主要設備自主化率100%，是昆柳龍工程創(chuàng )造的又一驚人業(yè)績(jì)。

　　“工程推動(dòng)了中國柔性直流輸電技術(shù)保持國際領(lǐng)先地位，并通過(guò)需求拉動(dòng)，大大加快了能源電力產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)創(chuàng )新能力提升、產(chǎn)品升級換代的步伐?！敝袊こ淘涸菏?、南京南瑞繼保電氣有限公司董事長(cháng)沈國榮表示。

　　南方電網(wǎng)超高壓公司副總經(jīng)理李慶江介紹，實(shí)現自主化率100%的主設備中，除IGBT關(guān)鍵芯片外，還包括柔直變壓器、橋臂電抗器等多個(gè)關(guān)鍵設備、器件，而這些以往都受制于人，實(shí)現從無(wú)到有后，維護了特高壓直流技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈安全。

　　據不完全統計，工程有效帶動(dòng)了包括原材料、電力設備、電力電子器件、設計、施工、監理、檢測等在內的產(chǎn)業(yè)鏈上下游眾多企業(yè)復工復產(chǎn)達產(chǎn)，僅換流站的物資供應商就達166家，拉動(dòng)社會(huì )投資約780億元，在保產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈穩定方面亦發(fā)揮了重要作用。