国网山西超高压变电公司500千伏晋中变电站工作人员进行隔离开关新附件组装检查。
1000千伏特高压长治变电站运维人员在主变及三侧开关停送电以及主变保护更换后的送电调试操作中,采用“一键顺控”技术进行倒闸操作。
朔风起,寒意浓。12月3日,在1000千伏特高压长治变电站区内,一座座巨大变压器如同钢铁堡垒般在湛蓝的天空下耀出银鳞,汩汩电流从这里出发,源源不断被送往华中地区。作为全国首座1000千伏特高压变电站,长治特高压变电站是1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程的起点,也是华北与华中两大区域电网实现水火互济、优势互补的重要章节。“特高压从这里走向世界!”回想起建站场景,原1000千伏特高压长治变电站站长杨爱民历历在目。
截至目前,山西电网形成了以“三交一直特高压+14回点对网500千伏外送通道”连接华北、华东、华中三大区域的省级电网,是国家跨区“西电东送”“北电南送”和特高压“三交四直”输电通道汇集点,外送能力达到3162万千瓦,年外送电量占全省发电量的1/3。2014年—2023年的十年间,山西实现向全国23个省市区送电,累计外送电量达到10275亿千瓦时,是2023年山西全社会用电量的3.56倍。
1000千伏特高压长治变电站设备区上空,旋飞的无人机正无死角地巡视着设备正常运行状况;主控室内,巨大的LED监控屏上红绿灯闪烁,各类数据实时跳动,设备区动态尽在值班长谢鹏军的监控之下:“我们需要密切关注长南Ⅰ线电压电流数据。如果电压超过限制值会造成输电线路非计划的停运,对电网稳定性及电能输送造成影响。”
煤炭产得足,还需运得出。电力是清洁、便利、高效的二次能源,也是重要的国民经济基础产业。因此,改长距离运煤为长距离输电,不仅可以减少煤炭资源的跨区流动、缓解交通运输压力,还有利于促进煤电一体化开发。
如同输煤需要畅通的高速公路一样,输电也须有承载大容量、大功率的电网通道。基于我省能源资源优势和特殊的地理位置,国家电网有限公司把首条特高压电网示范工程的起始点确定在长治市长子县,经由河南省南阳终点到达湖北省的荆门。通过这条电力的“空中超级高速公路”,实现更大范围、更大规模的“晋电外送”。
2009年1月6日22时,1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程正式投入运行。截至目前,已经安全运行5800余天。
投运后,这座变电站切实发挥了输煤变输电,远距离、大功率送电的使命,推动山西实现煤电就地转化,优化能源输送方式,促进能源基地经济快速发展。
“系统显示,目前1000千伏丹长I线千伏湛长I线千伏长治特高压变电站党支部书记李东敏指着计算机上的电力输送示意图解释道。这两条线路主要承担输送距离此地不远的漳泽发电厂2台100万千瓦和高河发电厂2台66万千瓦两座坑口火电厂的电能。煤炭就地发电,在电厂完成20千伏到1000千伏升压,通过长治特高压变电站将源源不断的电能输送到华中地区。
不仅如此,在夏季丰水期,三峡的水电也可以通过这条特高压电网送往华北,不仅降低了华北的煤炭消耗,也提高了清洁能源的利用率,真正实现了水火互济、优势互补。
在2009年世界首条特高压交流试验示范工程在山西投运后,山西纵深推进能源革命综合改革试点,坚决扛牢能源保供责任,加快特高压通道建设。2011年12月完成1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建,特高压外送能力提升到500万千瓦;2016年后又建成投运了蒙西—晋北—天津南交流、榆横—晋中—潍坊交流、晋北—江苏直流“两交一直”特高压输电通道项目,形成“三交一直”特高压外送通道。
特高压变电站电压等级高、设备种类和数量繁多、调度操作频繁,如何确保变电站稳定运行万无一失?李东敏向记者分享了他们运维特高压变电站的秘密武器——数字特高压变电站。
“我们充分运用摄像头、无人机、巡检机器人、吊轨机器人等智能化手段,在全站布控8000多个巡视监测点位,各类数据实时采集回传,在主控室就能监测到所有设备运行工况。”李东敏满脸自豪地介绍,通过整合收集各类监测信息,数字特高压变电站中台将对设备进行自主运行分析、设备异常研判,为运维人员及时提供一手信息。这样不仅大幅降低了一线人员劳动强度,同时也提高了设备感知的及时性、精准度。记者了解到,在这里,以前针对位置比较高和偏的设备,运维人员需要亲自爬高并钻进高空检查,现在运用“高科技”手段,运维人员在监控显示屏前便可对设备进行巡视和监测;过去,在夜间暴雨或者大雪等恶劣天气下,运维人员需要披上雨衣或穿上棉服及时去现场检查设备,现在运维人员在主控室通过智能巡视系统也可以实时了解设备运作状况。
12月1日,塞北大地,1000千伏特高压北岳变电站静静矗立在广袤原野上,将西部地区丰富的电力资源输向华北地区。据了解,1000千伏特高压北岳变电站于2016年11月24日正式投运,是1000千伏蒙西—晋北—天津南工程的重要组成部分。该工程是落实国家大气污染防治的重点建设项目之一,也是保障华北电力供给及负荷平衡的重要枢纽,连接蒙西鄂尔多斯变电站和天津海河变电站,全长608公里,为“西电东送”提供了坚实支撑。
主体设备国产化,核心技术牢牢紧握。2021年,北岳变电站迎来二期扩建工程,扩建四号主变间隔变压器3台,其中4号主变压器B相的主体设备实现了纯国产化,尤其是1000千伏特高压套管完全由国内厂家生产安装,突破了在特高压绝缘套管上依赖进口设备的难题,标志着高压绝缘设备生产工艺逐渐成熟。北岳站二期扩建工程投产后,已连续安全运作3年,未发生一起设备故障。
今年5月,北岳变电站“西电东送”通道改造工程顺利完工。该工程充分的发挥了特高压电网作用,提高特高压通道输电能力,缓解了京津冀负荷中心用电紧张局面。
一座座矗立在三晋大地的特高压变电站就像超级码头一样,将山西的能源集中打包,在毫秒之内通过一条条纵横在三晋大地的特高压输电网送到全国23个省市区,清洁高效地保障全国电力可靠供应。
“风光”无限看山西。“十四五”以来,山西省风光新能源装机容量年均增速达14.98%。截至2024年9月底,全省风光新能源装机容量达到5758.44万千瓦,占全省电力总装机容量的41.23%。
10月3日,±800千伏雁淮(雁门关—淮安)特高压直流输电线路的起点雁门关换流站完成年度综合检修任务,同日具备送电条件。高35米、长90米的淡绿色“房子”里,6个身躯巍峨的大家伙——长约25米、重达503吨的换流变压器犹如6名银色的钢铁战士,散发着沉稳而坚定的气息。
±800千伏雁门关—淮安特高压直流工程起于朔州,止于江苏淮安,最大输电能力800万千瓦,是晋电下江南的电力大动脉。作为我省首座特高压换流站,特高压雁门关换流站是国家大气污染防治行动计划12条重点输电通道之一雁淮直流工程的起点,承担着将我省西北部地区的火电和“风光”资源“打捆”输送至华东地区的重要任务。
“目前,雁门关换流站每日能够稳定地向华东地区输送约1.6亿度的电力,这相当于数百万家庭的日常用电需求。”雁门关换流站站长时伟光介绍。
截至2024年10月底,这条线路在投运以来已累计向江苏输送电力2353.68亿千瓦时,以一年城镇居民家庭用电量2400度来计算,相当于9807万户家庭全年用电量。
大同新能源资源丰富,风电和光伏规划容量充足,随着大同采煤沉陷区光伏发电基地一期100万千瓦发电项目等重点项目实施,也带来新能源上网消纳难题。省电力公司快速推进500千伏丁崖站一期工程建设,2022年7月投产后新增了上网容量2000兆伏安,大同光伏及其他新能源所发电力汇集后送至省内别的地方,实现在更大范围内的消纳配置。截至2024年10月底,该变电站已外送电量46.53亿千瓦时。
今年9月份,国家发改委核准批复大同—天津南1000千伏特高压交流工程。该工程是国家“十四五”电力发展规划中“三交九直”跨省输电工程之一,肩负着满足山西大同、河北张家口地区能源基地外送,促进新能源开发利用,保障北京、天津负荷中心用电需要,提升华北地区整体供电能力和安全稳定水平的及其重要的作用,对服务京津冀协同发展,推动天津市实现“碳达峰、碳中和”目标和能源转型具有重大意义。
面向未来,我省将坚定不移地实施绿色低碳战略,着力推进能源结构调整优化,建立多轮驱动的能源供应体系,力争在提升煤炭先进产能的同时,在风电、光伏等前沿技术领跑方面能有更大作为,将黄土高原富有的风能、金色的阳光,通过远距离大容量的绿色通道送往远方,助力我省绿色转型发展。
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