北極星智能電網在線 來源:亮報 2022/3/31
北極星智能電網在線訊:近日，福州—廈門、駐馬店—武漢1000千伏特高壓交流工程開工。作為關系國家能源安全和國民經濟命脈的特大型國有重點骨干企業，國家電網以保障電力安全可靠供應為使命，以推動能源清潔低碳轉型為方向，持續優化電網發展布局，加大特高壓和配套電網建設力度，大力推進新能源供給消納體系建設，努力爭當能源革命的推動者、先行者、引領者。
華中、華東特高壓家族添丁
近日，中國特高壓版圖上再添濃墨重彩一筆。
3月24日，國家電網有限公司召開福州—廈門、駐馬店—武漢1000千伏特高壓交流工程開工動員大會（以下簡稱“動員大會”），國家電網有限公司董事長、黨組書記辛保安在國家電網有限公司總部主會場宣布：“國家電網有限公司福州—廈門、駐馬店—武漢1000千伏特高壓交流工程開工！”
在各類電網中，特高壓電網是交流1000千伏、直流±800千伏及以上電壓等級的輸電網絡，具有輸電距離遠、輸電功率大、線路占地面積小、電能損耗小等優點，能夠有效解決能源供應不安全、現有電網不安全、生態環境不安全等問題，提高電網運輸能力，被譽為“電力高速公路”。
近年來，國家電網有限公司充分落實“十四五”電網發展規劃，加快構建新型電力系統，推動電網向能源互聯網轉型升級。目前，國家電網已累計建成29項特高壓工程，在運在建工程線路長度達4.6萬千米，累計送電超過2.5萬億千瓦時。預計到2030年，國家電網跨區跨省輸電能力將由目前的2.4億千瓦提高到3.7億千瓦以上。
如今，在碳達峰碳中和背景下，加強網架建設，尤其是特高壓建設，可有效解決我國高比例可再生能源并網、跨省跨區大范圍調配的難題。
2021年，國家電網發布“雙碳”行動方案和構建新型電力系統行動方案，在2021~2030年重點任務中明確指出，要在受端擴展和完善華北、華東特高壓網架，加快建設華中特高壓網架，實現500千伏合理分層分區，構建風光水火資源優化配置平臺；在送端，推進西南特高壓網架建設，完善西北、東北750/500千伏網架，支撐跨區直流安全高效運行。
在這些縱橫交錯的特高壓線路中，剛剛開工的福州—廈門、駐馬店—武漢工程，對于華東和華中地區能源保供和低碳轉型，具有至關重要的作用。
國家電網有限公司特高壓事業部變電處處長黃常元介紹，福州—廈門、駐馬店—武漢兩項工程總投資109億元，計劃于2023年建成投運。福州—廈門工程新建長泰變電站，擴建榕城、集美變電站，新增變電容量600萬千伏安，建設雙回1000千伏輸電線路238千米，建成后將提升福建電網外受電能力400萬千瓦。駐馬店—武漢工程新建雙回1000千伏輸電線路287千米，建成后將顯著優化電網結構，擴大西北風光、西南水電等清潔能源在華中地區消納規模。兩項工程將有效帶動產業鏈供應鏈共同發展，進一步提升能源資源優化配置能力，服務經濟社會高質量發展。
值得注意的是，這兩項工程還被稱為“升級版的特高壓工程”，充分體現了國家電網特高壓建設的技術和管理創新。國家電網聚焦穩定安全可靠目標，以“六精四化”為主線，堅持安全第一、質量至上、效益優先，推進設備品質升級、設計優化升級、施工質量升級、綠色環保升級、技經質效升級、建設標準升級，在本質安全可靠、核心技術裝備全自主可控、智能化機械化施工與綠色建造方面邁上了新臺階，打造安全可靠、自主創新、經濟合理、環境友好、國際一流的精品工程。
實現省間資源互濟
3月25日，駐馬店—武漢工程（豫1標段）首基試點在河南省駐馬店市平輿縣1S073塔位啟動。當日，豫2、3、4、5標段首基試點同步開工，標志著該工程河南段進入全面建設階段。
近日，國家發改委發布的《“十四五”現代能源體系規劃》，將“兩湖一江”地區列入能源供應保障重點區域，提出有序擴大能源調入規模，完善華中區域內特高壓交流網架結構，為特高壓直流送入電力提供支撐。此前國家發改委印發的《長江中游城市群發展“十四五”實施方案》也提出加強湖北、湖南、江西三省能源供應保障工作，積極引入區外電力，完善城市群電網主網架結構，加快推進華中特高壓交流環網建設，加強本地保障電源建設，完善應急保障電源配置。
華中地區能源匱乏，需要大規模受入外來電力。按照國家規劃，華中四省將形成河南2回，湖北、湖南、江西三省各1回，全區共計5回額定電壓±800千伏、額定輸送容量800萬千瓦的特高壓直流受電格局，輸送電源包括火電、水電、風電、光伏發電等多種類型，出力特性呈現周期性、季節性特征，互補性強，需要在區域內跨省優化配置資源和互濟運行。
然而，華中電網目前面臨的問題是，現有省間網架輸電能力不滿足直流嚴重故障條件下安全運行要求，已投運的特高壓工程面臨功率受限難題。
駐馬店—武漢工程建成投運后，這一難題將得到解決。駐馬店—武漢工程是華中特高壓主網架的重要組成部分，是青豫直流的配套工程。華中特高壓環網建成后，華中電網省間互濟能力將大幅提高，并為保持系統安全穩定運行留下合理裕度。
優化加強華中區域電網網架結構，顯著提升鄂豫斷面省間電力交換能力，保障青海—河南等特高壓直流工程高效穩定輸電，滿足區域電力發展要求……可以預見，駐馬店—武漢工程的建設，對于促進華中地區經濟社會發展具有重要意義。
“按照華中‘日’字形特高壓交流環網規劃，河南率先核準并建成投產了駐馬店—南陽特高壓交流輸電工程，將南陽—荊門、駐馬店—武漢兩個特高壓交流輸電工程列為省政府重點建設項目。”河南省委常委、副省長費東斌在動員大會上表示，“十四五”期間，河南省將與國家電網通力合作，確保陜西至河南直流輸電工程順利推進，加快推動天中直流、青豫直流提升利用效率，盡快達到設計能力，努力實現河南電力安全穩定供應。
湖北省副省長寧詠在動員大會上表示，湖北經濟社會高質量發展，離不開堅強有力的電力支撐。“我們將錨定‘建成支點、走在前列、譜寫新篇’的目標定位，與國家電網公司深化戰略合作，共同推動能源轉型發展，加快疫后重振，建設美麗湖北，實現綠色崛起。”寧詠說。
此外，駐馬店—武漢工程還解決了短路電流超標的難題。目前，河南鄭州、湖北荊門、湖南長株潭等地區500千伏電網變電站布點增加，電網聯系更趨緊密，短路電流水平整體偏高，給電網的運行控制帶來巨大壓力。隨著電網負荷的增長，短路電流還將進一步增多，制約電網發展和安全運行。
簡單更換設備或調整電網運行方式，雖然一定程度上可以暫時控制短路電流水平，但降低了電網運行的靈活性和可靠性，并非長久之計。駐馬店—武漢工程的建設，為后續500千伏電網解環和分片運行創造條件，將從結構上解決電網發展面臨的短路容量超標問題。
兩項工程的技術亮點
優化工程設計。實施變電站消防設計提升，組織變電站通用設計修編，扎實推進變電站三維模型庫構建，全面提升設計標準化數字化水平；探索綠色發展、綠色建造技術。
提升設備本質安全。應用全新設計的單柱電抗器技術解決高抗產氣難題，應用微粒捕獲新技術解決GIS異物引發放電難題；執行升級版剛性質量管控措施，采用世界領先的工藝技術和最高標準的質量要求，實施設備生產質量管理；現場推行延伸監造機制，推廣關鍵工序可視化記錄監控，嚴控線圈類設備安裝關鍵參數，狠抓GIS移動廠房潔凈度和對接安裝抽真空要求，確保一次投運成功，長期安全穩定運行。
提高工程建設質量。實行樣板引路，實施首基首臺驗收評價，全面推廣先進工藝，堅持關鍵工序嚴格管控，工程內在質量和外在觀感有效提升。
自主研發技術攻關。推進特高壓套管國產化，建立工業化產品制造體系；加快分接開關攻關研究，完成工程用樣機的150萬次機械壽命試驗和36萬次電氣壽命試驗；形成套管、分接開關批量制造能力。完成國產化芯片二次設備研制和廈門站試用。推進隔離開關、斷路器用絕緣拉桿國產化研制。
支撐閩粵電力聯網
當前，受自然條件和社會經濟發展影響，福建省電源分布與用電需求呈逆向分布。福建北部地區航道港口條件好、電源廠址條件優越，電源裝機占全省負荷比重約46%，但南部地區經濟發達，占全省負荷比重達54%。
自“十三五”起，福建南北電源與負荷需求“倒掛”現象已經顯現，且呈現持續增長趨勢。從清潔能源分布來看，2021～2030年福建北部核電裝機、風電等新能源裝機在全省占比均約80%。隨著南部負荷增長和北部規劃電源的投產，北電南送規模將進一步加大，通道輸電能力日趨緊張，現狀網架無法滿足送電需求。
2020年4月，國家能源局將福州—廈門工程列為電網主網架完善重點項目。“福州—廈門工程將提升福建電網外受電能力400萬千瓦，促進沿海核電、風電等清潔能源開發利用，提高華東電網供電可靠性，為閩粵聯網工程穩定運行提供支撐。”國網福建省電力有限公司建設部主任羅克偉表示。
據了解，到2030年，福建北部的海上風電、光伏等新能源裝機將占全省裝機量的80%。福州—廈門工程投產后，可有力保障福建北部新能源南送，促進清潔能源消納，將有力支撐閩粵聯網工程穩定發揮作用。
羅克偉介紹，福州—廈門特高壓工程將采用我國自主研發、國際領先的特高壓輸電技術，該技術具有輸電容量大、距離遠、損耗低、占地省的突出優勢，項目建設過程中將推動輸電技術和裝備的全面升級。
為確保該工程順利開工建設，施工人員對線路沿線進行多次勘查和復測，精心優化路徑，為后續全面推進項目建設打下堅實基礎。“針對工程交叉跨越多、涉及面廣，施工難度大的特點，我們采用‘先簽后建’的模式，適當避開障礙物確定線路走向，確保工程順利開工。”福建送變電公司施工項目經理陳錦東說。
目前，廈門電網已經形成了以500千伏電網為骨干、±320千伏柔性直流為輔、220千伏多環互聯、110千伏輻射型網絡相協調的網架。福州—廈門工程建成后，廈門電壓等級將從“500千伏”一躍成為“1000千伏”，漳州、泉州等地供電可靠性也將得到顯著提升。
建設數字化電網
兩項工程之所以成為特高壓工程“升級版”，還在于國家電網在工程技術管理創新方面的深入探索。
在施工方面，工程所處的地形和氣候給工程帶來了不小的難度。以福州—廈門工程為例，工程變電站用地手續辦理周期長，沿線山地多，地形條件差，交通運輸、施工難度大。
陳錦東介紹，結合工程建設實際條件，國網福建電力因地制宜，重點推進現場材料運輸、基礎施工、桿塔組立等環節的機械化施工。
“福州—廈門工程基坑開挖機械化率將不少于35%，桿塔組立階段落地抱桿（流動式起重機）應用率達到100%。”陳錦東介紹說，在物料運輸階段，施工人員將根據周邊地形及實際施工道路條件選用軌道運輸車、索道和履帶式運輸車等；基礎施工階段將采用巖石錨桿鉆機、潛孔鉆機（微型樁基礎）、旋挖鉆機、水磨鉆機等。
智能數字化電網建設平臺的應用，也為工程“升級”提供了助力。在逐基落實塔位“先簽后建”各項工作基礎上，國家電網深化應用平臺內“先簽后建”“進度周報”等各項數字化模塊，加強現場施工全過程管控，基于設計協同工作平臺建立三維數字模型，實現工程材料量自動統計，推動三維數字設計轉型，提升工程設計質量；深入推進變電工程感知層建設，加快北斗、5G技術應用實踐，強化作業單元智能管控，打造智慧標桿工地。
依托專業隊伍，國家電網還在探索打造綠色工程。結合變電站站址地區山地多、高差大的地形特點，兩項工程融入了海綿城市設計理念，采用透水混凝土、客土噴播等措施，充分發揮綠地、道路、水系統等對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，削弱徑流，節約水資源，保護和改善生態環境，做到自然積存、自然滲透、自然凈化。線路設計中，為避免地表植被被損毀，國家電網計劃引入專業化復綠團隊，根據山區輸電線路工程特點，提出一種完整的、科學的、可推廣的植被恢復方案。
在專業管理上，國家電網實施“六精”管理，精益求精抓安全，精雕細刻提質量，精準管控保進度，精耕細作搞技術，精打細算控造價，精心培育強隊伍，統籌加強五個專業一個支撐，建立健全“架構更加科學合理、運轉更加有序高效、管控更加科學有力”的專業管理體系，推動基建管理能力水平再上新臺階。在工程建設上，國家電網實施“四化”建設，以標準化為基礎、綠色化為方向、模塊化為方式、智能化為內涵，全面推進“價值追求更高、方式手段更新、質量效率更優”的高質量建設，推動工程建設能力水平再上新臺階。
駐馬店—武漢1000千伏特高壓交流工程主要里程碑節點計劃：
2021年11月 獲得國家發改委核準
2022年12月 完成線路基礎澆筑
2023年06月 完成線路組塔
2023年09月 線路全線架通
2023年10月 線路具備帶電條件
2023年11月 工程建成投運
福州—廈門1000千伏特高壓交流工程主要里程碑節點計劃：
2022年01月 獲得福建省發改委核準
2023年01月 完成線路基礎澆筑
2023年06月 完成線路組塔
2023年08月 完成變電土建工程
2023年09月 線路全線架通
2023年11月 線路具備帶電條件
2023年12月 完成變電電氣安裝
2023年12月 工程建成投運
