直擊西電東送：首個特高壓柔性直流工程投產，創19項世界第一

觀察者網·大橘財經訊（文/周昊 編輯/周遠方）12月27日上午，由南方電網公司投資建設的國家西電東送重點工程烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示範工程（簡稱昆柳龍直流工程，下同）正式啓動投產送電，較計劃提前半年。

作為世界第七大水電站——烏東德水電站的主要送出“大動脈”，昆柳龍直流工程從雲南出發，跨過1452公里的高山河湖，把電站豐沛的水電分別送往廣東和廣西的用電負荷中心。

昆柳龍直流工程預計每年送電330億度，相當於海南省一年的全社會用電量。投產後，南方電網的非化石能源電量佔比將從2019年的52.9%提升至54%甚至更高。

該項工程是國家首個特高壓多端直流示範工程，是世界首個特高壓柔性直流工程，也是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大的多端混合直流工程。本次工程創造了19項電力技術的世界第一，主要設備自主化率達100%，有力帶動國內相關裝備製造業的高端化和設備的國產化。南方電網與國內相關廠家共同研發的柔性直流關鍵芯片IGBT成功應用到工程中，打破了國外少數廠家的壟斷。

此外，由於線路要穿越眾多複雜的地理和氣候環境，工程還首創架空線路直流故障自清除技術。當遭遇外界環境衝擊突然短路時，工程能在0.5秒內恢復正常運行，保障這條能源“大動脈”的穩定輸送。

2020年3月24日，施工中的烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示範工程線路廣東段跨越清遠北江 南方電網供圖

目前，南方電網主網架已經發展成為世界上技術最先進、結構最複雜、運行最穩定的大電網之一。伴隨着工程的建成投產，“十三五”期間南方電網全面建成了6大直流工程，以及海南聯網二回交流海纜工程，已經形成了八條交流、十一條直流的跨省西電東送大電網，西電東送總能力超過5800萬千瓦。

世界上首個特高壓多端混合直流工程，主要設備自主化率達100%

“這是一個領跑世界的超級工程。它的提前投運標誌着我國特高壓直流輸電技術提升到空前水平，開創出新的輸電模式，為世界電網發展提供大量寶貴的經驗，是世界電網發展史上的一座里程碑。”中國工程院院士、南方電網公司專家委員會主任委員李立浧表示。

昆柳龍直流工程作為世界級工程，其技術難度、複雜性都達到了當前輸變電領域的世界最高水平。

它是世界上首個特高壓多端混合直流工程，創造了19項世界第一——包括世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸電距離最長的柔性直流工程，首個具備架空線路直流故障自清除能力的柔性直流輸電工程，技術難度、工程複雜性均為當前輸變電領域之最。進一步擦亮“特高壓”的國家名片。

為了同時在特高壓、多端、柔性直流等3個世界電網技術發展最尖端、最前沿領域取得工程實踐的成功，南方電網組建了柔直換流閥、直流控制保護系統、柔直變壓器及電抗器、直流開關與穿牆套管等4支攻關團隊，推進並確定工程整體技術方案和關鍵技術路線。主要設備自主化率達到100%，原材料（器件）國產化率大幅提升。

IGBT器件是柔性直流換流閥功率模塊的核心器件，被稱為柔性直流中的“CPU”，目前主要被國外少數廠家壟斷，其價格高昂、供貨週期長，也是進口量最大的關鍵器件。

南方電網與中國中車採取共同研發的形式，歷經一年半解決了一系列關鍵技術問題，成功實現該器件在高低端、全半橋、多型號的全面試用，關鍵性能指標超過同類進口產品。

“工程的投產標誌着遠距離大容量輸電進入特高壓柔性直流輸電時代。”浙江大學教授、國際電氣電子工程師學會（IEEE）會士徐政表示，工程不但具有重大的現實意義，而且具有深遠的歷史意義。

2020年6月9日，烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示範工程雲南送端昆北換流站進行燈光測試 南方電網供圖

拉動產業投資近800億元

昆柳龍直流工程於2018年3月29日由國家發展改革委核准批覆建設，採用±800千伏特高壓三端混合直流系統，輸送容量800萬千瓦。工程總投資242.49億元，線路起於昆北換流站，落點在廣西柳北換流站和廣東龍門換流站，途經雲南、貴州、廣西、廣東四省區。

為了克服疫情帶來的重重困難，南方電網在工程建設高峯期全線投入11000餘人，較原計劃增加20%以上。工程還有效帶動了包括原材料、電力設備、電力電子器件、設計、施工、監理、檢測等在內的電力產業鏈上下游眾多企業的復工復產達產，參建單位達40餘家、物資供應商達150家，拉動社會投資約780億元。

昆柳龍直流工程額定輸送容量約佔烏東德水電站總裝機容量的80%。今年7月，工程提前30天實現第一階段投產送電，有效服務烏東德電站首批機組投產。

“十三五”期間，南方電網西電東送累計售電量突破1萬億度，是“十二五”期間的1.5倍。2020年迎峯度夏期間，雲南、貴州日均輸電通道利用小時數達到21.9小時，西電東送通道利用率高達91%，為歷年最高水平。

烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示範工程送端昆北換流站航拍 南方電網供圖

將能源優勢轉化為經濟優勢

當前，我國正在推動高質量發展中促進經濟社會發展全面綠色轉型。而我國80%以上的能源資源，分佈在經濟相對欠發達的西部和北部，這決定了我國能源資源配置的基本格局——“北煤南運”和“西電東送”。

“廣東是用電大省，但自身能源資源匱乏，這些年環保要求越來越高，粵港澳大灣區正面臨着用電增長與煤炭減量雙重壓力，雲南清潔的水電送到粵港澳大灣區，不但解決了用電需求，更滿足了環保要求。”南方電網超高壓輸電公司基建部總經理任成林説。

昆柳龍直流工程投產後，其年輸送電量預計達330億度，全部為可再生能源，相當於每年減少煤炭消耗950萬噸、減排二氧化碳2500萬噸，有效促進節能減排和大氣污染防治，對於粵港澳大灣區及廣西電力負荷中心能源供應實現清潔化及經濟性雙重目標具有現實意義。

數據顯示，廣東省接收西電東送電量已連續9年維持正增長，近兩年均達到2000億度以上，約佔廣東全省用電量的30%，每年為廣東企業減少用電成本約80億元。西電東送為粵港澳大灣區打造綠色低碳的“生態灣區”、實現PM2.5濃度逐年下降目標作出了積極貢獻。

行業人士認為，為實現中國承諾的2030年前碳達峯和2060年前碳中和目標，新能源佔比必將大幅增加。柔性直流在新能源併網，特別是高比例甚至純新能源、分佈式新能源、遠海風電等傳統輸電技術方案實現難度大的領域大有可為、前景廣闊。

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