綠電“天路”——“青豫特高壓”啓動輸電滿週年
新華社西寧7月17日電 題：綠電“天路”——“青豫特高壓”啓動輸電滿週年
新華社記者
131億千瓦時！
這是青海—河南±800千伏特高壓直流工程啓動輸電一週年交出的成績單。
2020年7月15日，世界上首條主要輸送風光新能源的青豫特高壓開始輸電。源自青藏高原的太陽能、風能等清潔電力，跨過崇山峻嶺，源源不斷直送中原大地。
一線牽青豫，“減碳”賦新篇。成功破解風光新能源供電穩定性、外送安全性等世界性難題後，青豫特高壓為拓寬“西電東送”通道、助力東中西部減碳協作奠定堅實基礎。
一條“天路”能輸送1/3個三峽大壩發電量
青海是黃河、長江和瀾滄江發源地。這裏太陽能、風能資源得天獨厚，僅太陽能理論裝機容量可達35億千瓦，約佔全國的11%。然而，太陽能、風能時有時無、時大時小，發電間歇性特點突出，很難滿足規律而穩定的電力需求。
地處中原腹地的河南，人口密集、產業聚集。由於火力發電發展空間受限，僅靠自身難以保障能源供應，導致全省用電缺口大幅增加。
2018年11月，青豫特高壓開工建設。這條具有標誌性意義的特高壓線路，起於青海省海南藏族自治州，止於河南省駐馬店市，途經青、甘、陝、豫4省，線路全長1563千米，輸送容量800萬千瓦，總投資約226億元。
突破施工環境海拔高、新冠肺炎疫情影響等難題，去年7月15日青豫特高壓實現雙極低端系統帶電投運，去年底正式投運。“從立項到投運，僅用時兩年，刷新了同類工程施工速度。”青海送變電工程有限公司現場施工負責人曾生偉説。
自此，不少中原大地居民家中，燈仍是原來那盞燈，而驅動的電能已是來自千里之外青藏高原的綠電。
生產果汁果醬的河南華榮食品有限公司，是駐馬店市上蔡縣的用電大户。公司負責人嶽春長介紹，過去為保居民用電，每到冬夏高峯期，公司不時要被限電一兩天，“公司停產一天就損失近30萬元”。
“青豫特高壓變電站離公司直線距離28公里。這個變電站供電後，去年下半年以來都沒有接到過限電通知了。”嶽春長説。
“依靠清潔能源互補能力，青豫特高壓實現遠距離大規模輸送新能源的突破。一秒的輸電量就夠一個普通家庭使用兩年。”青豫特高壓起點、青南換流站站長李斌善説，這也將給青海新增8800台主流風機同時發電的新能源消納能力。
經過調試，青豫特高壓如今每天從青藏高原向中原大地輸送3000萬千瓦時綠電，支撐青海光伏、風力發電利用率保持在95%左右。
隨着配套電源建設，青豫特高壓預計到2023年底可實現滿功率運行。屆時這條電力“高速公路”每年將輸送綠電412億千瓦時，相當於1/3個三峽大壩的發電量，約佔目前河南省年用電量的1/8。
“活蹦亂跳”風光新能源實現安穩外送
“風光無限好，只是難駕馭。”這是電力行業對風光新能源的普遍評價。
國網青海電力調度控制中心主任方保民説，受太陽能、風能特性制約，通常新能源在電網輸送能源中佔比在30%左右，剩餘得靠水火常規能源來調節和平衡。但青豫特高壓主要以輸送新能源為主，對電網安全運行是一個前所未有的挑戰。
“新能源直流特高壓運行中，最擔心出現類似跳閘的雙極閉鎖情況，會在極短時間內出現電壓大幅波動。”國網青海電力公司調度員盧國強説，光伏和風機遇到電壓大幅波動時會自動脱網，“大量電源集中脱網，意味着電力輸送瞬時驟減，導致大面積停電造成安全事故。”
針對這些挑戰，幾乎全國電力行業最強技術力量聚集攻關後，最終確定通過在電源側安裝小型分佈式調相機等技術來破解。
“調相機是穩定電網電壓的重要電力裝置。”哈爾濱電機廠副總經理李春廷説，儘管大型調相機技術已相對成熟，但要研發用於保障電能質量的分佈式調相機，“難度相當於從過去聽音樂常用的大型收錄機，研製出全世界首台小型‘隨身聽’”。
接到青豫特高壓的研製需求，哈爾濱電機廠等企業迅速組織專業隊伍投入研發，在不到8個月時間內完成世界首台分佈式調相機的設計、製造和驗證，為青豫特高壓配套電源增添穩定的“安全罩”。
“分佈式調相機的成功研製，意味着今後運行100%輸送風光新能源的直流特高壓也不存在任何安全技術障礙。”中國電力科學研究院高級專家李志強説。
安全問題解決了，如何讓時有時無、時強時弱的新能源發電量曲線變成電網所需的平穩水平線呢？這又是一個涉及發電、輸電、電力交易和消費的複雜系統問題。
國網青海電力公司發展策劃部副主任劉慶彪打了個比方：特高壓就像一葉舟，過去主要輸送穩定可調節的火電、水電，而青豫特高壓主要輸送“活蹦亂跳”的風光新能源，舟上負載極不穩定，“要保證平穩運行不翻船，難度可想而知”。
基於青海“風光”資源特點，青豫特高壓配套電源裝機按2:1的比例，優化光伏和風電佈局配比，白天以光伏為主，晚上以風電為主，形成風光互補格局。
光熱發電、共享儲能等新技術、新模式也被用於調峯。位於青海海西蒙古族藏族自治州戈壁灘上的一座50兆瓦電源側儲能電站，2019年被接入青海電網系統調度，成為全國首座接入大電網的共享式儲能電站。
中國綠髮青海新能源公司生產技術部主任劉茁漢介紹，現在這座儲能電站在大電網出現新能源消納難時集中充電，需要調峯時放電。“實現共享儲能後，電站運行效率比傳統模式提升38%，既輔助電網消納新能源，又能提升經濟收益。”
業內人士介紹，目前青海正在規劃建設100萬千瓦電化學儲能站、總裝機容量240萬千瓦的抽蓄儲能電站。隨着這些項目落地，風光新能源的穩定供電難題將得到進一步化解。
“為解決新能源高佔比輸電帶來的調峯難題，青豫特高壓還依託大數據平台和多能互補技術提升新能源管控水平，以調峯補償機制調動發電、輸電和用電側消納新能源的積極性。”方保民説，如此確保光伏和風機所發電量儘可能全部輸送，出現缺口時再由水電、火電常規能源補充兜底。
綠電“天路”背後減碳貢獻滿滿
走進海南藏族自治州共和縣塔拉灘戈壁上的綠色產業發展園區，一排排深藍色光伏板在陽光下熠熠生輝，一羣羣“光伏羊”時而啃食青草，時而奔跑追逐。
每天清晨，共和縣鐵蓋鄉馬漢台村牧民向佔魁都會背上食物和水，將園區委託的2000多隻羊和自家70只羊，帶到光伏發電區放養。
“以前荒灘都不長草，裝上光伏板後，底下青草旺盛，羊也吃得膘肥體壯。”向佔魁説，兩年前他受聘為園區羊倌，每月工資3000元，自家羊也能繼續養，“收入多了，環境好了，現在的生活攢勁得很！”
這個園區為青豫特高壓提供配套電源支撐，目前已建成佔地面積230平方公里的千萬千瓦級可再生能源基地，助力青海省新能源裝機佔比超過60%、成為全國新能源裝機比例最高的省份。同時，園區還新增近3000個就業崗位，幫助一大批牧民像向佔魁一樣在家門口就業。
“園區為青豫特高壓提供穩定新能源，也收穫了生態修復和畜牧業發展的多重效果。”海南州綠色產業發展園區管委會副主任安峯軍説，利用生態恢復後的草地，光伏發電與生態畜牧實現了有機結合。
青豫特高壓投運，不僅新增一條“西電東送”輸電通道，同時也帶來滿滿的減碳貢獻。
僅從每年滿功率輸送電量計算，這些清潔能源相當於替代原煤1800萬噸，能減排煙塵1.4萬噸、二氧化硫9萬噸、氮氧化物9.4萬噸、二氧化碳2960萬噸。同時，青豫特高壓運行中探索的新能源參數改造、分佈式調相機等新規範、新裝備，目前正推廣運用到陝西—湖北特高壓等新建項目中。
國網經濟技術研究院輸電網規劃中心主任工程師蔣維勇表示，青豫特高壓中探索應用的“新能源+儲能+分佈式調相機”等技術路線，能有效破解風光新能源分時段消納、遠距離輸送等系列難題，將為穩步提高新能源在能源結構中佔比，助推電力領域“碳達峯、碳中和”帶來示範效應。（採寫記者李勁峯、駱曉飛、解統強、耿輝凰）