引子

    自這一晚起，對河南省的不少家庭來說，燈仍是原來那盞燈，但電已是來自青海省的綠色電能。

    2020年12月30日傍晚，青海—河南±800千伏特高壓直流工程(以下簡稱青豫直流工程)正式投運。

    這是一條專為清潔動力外送而建造的特高壓通道。它起于青海省海南藏族自治州，止于河南省駐馬店市，線路全長1563公里，運送容量800萬千瓦，總投資約226億元。

    到6月9日，青豫直流工程累計運送綠色電能119.59億千瓦時。這相當于削減標準煤燃燒538萬噸，減排二氧化碳885萬噸。

    今年1月25日，習近平主席在世界經濟論壇“達沃斯議程”對話會上的特別致辭中指出：“我已經宣布，我國力爭于2030年前二氧化碳排放達到峰值、2060年前完成碳中和。完成這個目標，我國需求付出極端艱巨的盡力。咱們以為，只要是對全人類有利的事情，我國就應該義無反顧地做，并且做好。我國正在制定行動方案并已開端采取具體措施，保證完成既定目標。”

    “青豫直流工程是我國展開運用特高壓輸電技能、推進新動力大規(guī)模開發(fā)利用的一次嚴重立異。”國家電網青海省電力公司建造部主任楊記寧說，這關于促進青海打造國家清潔動力工業(yè)高地，滿足華中區(qū)域用電需求，執(zhí)行碳達峰、碳中和作業(yè)等具有重要意義。

    日前，記者實地探訪青豫直流工程，感觸動力綠色低碳展開的強勁脈動。

    保證安穩(wěn)供電

    從光伏光熱到水光互補，立異驅動助力青海打造國家清潔動力工業(yè)高地，新動力展開多項目標居全國前列

    光能、風能發(fā)電波動性、間歇性較強，往往靠天吃飯，而電力供應最垂青安穩(wěn)性。新動力大規(guī)模開發(fā)利用的瓶頸怎么打破?

    經過青豫直流工程運送河南的綠色電能，首要來自青海海南藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州的兩個千萬千瓦級可再生動力基地。

    出海西蒙古族藏族自治州格爾木市東行30公里，來到海西多能互補集成優(yōu)化國家演示工程基地。這兒地處太陽能(6.440,0.00,0.00%)資源富集的柴達木盆地，蒼茫戈壁上，一個個藍色光伏發(fā)電板整齊擺放，一座座風力發(fā)電機頂風轉動。

    不遠處，矗立著一座白色高塔。“這是光熱電站的集熱塔，高188米。以高塔為圓心，盤繞分布著4000多面鏡片，每面鏡片面積約138平方米。”青海廣恒新動力有限公司副總經理曾需求介紹。

    鏡片的名字很形象：定日鏡。它們把太陽能聚焦到集熱塔頂部的吸熱器，加熱吸熱器內的特制熔鹽。夜晚，當光伏電站中止作業(yè)時，加熱后的特制熔鹽繼續(xù)釋放熱能，再經過換熱體系發(fā)生蒸汽，推進汽輪機發(fā)電。

    “別小看光熱的能量，一座集熱塔作業(yè)一天，就能滿足10萬戶居民一天的用電需求。”曾需求說，“經過演示推行‘以熱補光’，讓新動力發(fā)電有了牢靠支撐。”

    在海南藏族自治州黃河峽谷地帶，距離龍羊峽水電站約50公里處的一片草地上，現在建起了裝機規(guī)模85萬千瓦的水光互補光伏電站。

    “新的水光互補技能可將原本隨機、波動、間歇的光伏電，調整為均衡、優(yōu)質、安全的安穩(wěn)電源并送入電網。”國家電投集團黃河上游水電開發(fā)有限公司龍羊峽發(fā)電分公司歸納部副主任于海青介紹，“咱們白天優(yōu)先運用光伏發(fā)電，夜晚則由水電機組接力發(fā)電，保證新動力的最大化消納和電網的優(yōu)化運轉。”目前，這座水光互補光伏電站一年發(fā)電量已占龍羊峽水電站的1/4。

    除了硬件布局，多能互補體系的軟件改造是進步新動力供應質量的又一要害。為習慣大規(guī)模光伏發(fā)電并網運轉的技能要求，青海近年來著力展開光伏功率猜測技能攻關并完成體系升級。在此基礎上，青海牽頭承擔了國家重點研發(fā)方案“多動力電力體系互補和諧調度與操控”項目，并在青海省電網調控中心上線，完成對水、火、風、光、熱、儲等多種類型電源的和諧調度。

    “這套多能互補調度體系能夠給出電網運轉的最佳方案，讓多種動力的深度融合完成‘1+1>2’的作用。這樣的技能能力是青海大規(guī)模展開新動力的重要基礎。”國家電網青海省電力公司調度操控中心主任方保民說，“十三五”期間，國網青海電力的新動力消納利用率保持在95%左右。

    依托豐富的水、光、風、熱能資源稟賦，堅持立異驅動，青海近年來活躍推進國家清潔動力演示省建造，著力打造國家清潔動力工業(yè)高地。到今年5月底，青海電網總裝機規(guī)模4050萬千瓦，其間水電1193萬千瓦、光伏1591萬千瓦、風電853萬千瓦、光熱21萬千瓦，新動力裝機占比、集中式光伏發(fā)電量均居全國前列。

    接連7天，接連9天，接連15天，接連31天——2017年至2020年，青海不斷改寫全省范圍內綠電供電繼續(xù)時刻紀錄。“十四五”局面之年，青海新動力發(fā)電又創(chuàng)佳績：2至3月，新動力發(fā)電量接連兩個月超過水電，擔當主力電源。繼續(xù)安穩(wěn)的電力供應，為青海綠色電能大規(guī)模外送打下了基礎。

    打造“電力高速”

    霸占要害技能，保證綠色電能快速、安穩(wěn)、安全運送

    來自青海多地的綠色電能，聚集到海南藏族自治州共和縣的塔拉灘。這兒坐落著青豫直流工程的首端站：青南換流站。

    2018年10月26日，青海、河南、甘肅省政府和國家電網公司在北京簽署四方協作協議。10余天后，青豫直流工程就在青豫兩地一同開工。那天，塔拉灘上冰封雪飄、寒風凜冽，青南換流站站長李斌善心里卻很熾熱，“依托遠距離、大容量特高壓輸電技能，能夠讓青電入豫駛上‘高速路’——只用0.00526秒，就能夠把青海的綠色動力輸入1500多公里之外的河南;一秒的輸電量就滿足一個家庭運用兩年。”

    “電能聚集到換流站后，溝通電變直流電，一同升高電壓。”李斌善揮手指向換流站的“心臟”——換流變壓器。變壓器另一側是負責溝通變直流的換流閥，這兒很安靜，只要電流經過期宣布的嗡嗡聲。

    “與溝通電相比，直流電運送過程中發(fā)生的損耗較小。溝通輸電線路需求3根線纜，直流輸電線路只需兩根，下降了建造、運轉維護本錢，進步了運送速度，運轉也愈加安穩(wěn)。”李斌善說，“這符合青豫直流工程的規(guī)劃初衷：讓青海綠色電能經濟、牢靠地運送到有需求的遠方。”

    變壓器旁，巨大的散熱電扇不斷轉動，“每臺變壓器重500噸，6臺編為一組，換流站共有4組24臺變壓器。”李斌善介紹說，電流經過4組變壓器升壓至800千伏，相同電功率作用下，升高電壓能夠減小電流，同樣起到下降損耗的作用。

    更令李斌善驕傲的是，站內設備已根本完成國產化。“工程建造中，已霸占掌握特高壓直流規(guī)劃規(guī)劃、實驗研究、設備研發(fā)等要害技能，進步電能運送的安全性、經濟性、環(huán)境友好性。”

    “比如換流變壓器的配套拼裝，要戰(zhàn)勝‘一遠一大’兩個技能難題。”李斌善說，一般情況下，換流變壓器需在出產制作廠內完成拼裝、實驗再運送至換流站，但國內換流變壓器出產廠商首要集中在東部區(qū)域。一同，高原氣壓低，可能會導致散熱困難、外絕緣性能下降等問題，這就要求規(guī)劃尺度更大的換流變壓器。

    為處理“遠”的問題，國家電網公司決定采用現場拼裝技能：外地購買零件，西寧市拼裝，再經過公路運輸至塔拉灘。“由于設備巨大，咱們在國家電網青海省電力公司西寧檢修基地建造了特高壓換流變壓器拼裝廠房。”李斌善說。

    “大”的問題處理難度更大。“規(guī)劃尺度更大的換流變壓器，意味著許多零部件需求從頭規(guī)劃。”國家電網青海省電力公司電力科學研究院黨委書記張節(jié)譚帶咱們走進拼裝廠房附近的高海拔高電壓實驗室高壓實驗大廳，“從工程規(guī)劃階段開端，研究人員便針對高原環(huán)境特點，從變壓器外部絕緣、耐壓強度、資料選用等多個方面進行考量和規(guī)劃，經過技能手段處理相關問題。”

    在高達60余米的實驗大廳，張節(jié)譚介紹了這兒的幾個大型檢測設備：一個是方形的變壓器溫升實驗裝置，是變壓器的“體溫計”;周圍是數十米高的沖擊電壓發(fā)生器，又被稱作“人工打雷器”，可瞬間發(fā)生電壓等級近乎雷擊的電流;還有換流變壓器局部放電實驗體系，能夠給變壓器做“心電圖”……在這兒，研究人員展開了高海拔環(huán)境下±800千伏特高壓閥廳空氣凈距實驗等幾十項實驗，一切換流變壓器均成功完成規(guī)劃、經過檢測。

    “變壓器線圈等要害設備要經過‘浸油’處理，這層‘維護膜’不只能夠進步絕緣介質系數，還能進步設備的耐腐蝕能力。但在高原低氣壓條件下，設備‘浸油’速度慢，花費時刻要比平原多幾倍。”為此，張節(jié)譚團隊開發(fā)了加壓“浸油”工藝，在保證質量的前提下經過特別加壓手段進步了速度，“節(jié)省下來的時刻對咱們加速項目進展有很大協助。”

    2020年8月，首臺±800千伏高端換流變壓器整套出廠實驗順利完成。

    建造綠色工程

    秉持工匠精神，科學施工、安全施工，綠色理念貫穿工程建造全過程

    2020年初，青豫直流工程首臺低端換流變壓器剛剛運抵青南換流站工地，新冠肺炎疫情出人意料，施工進程因而中斷。復工后，怎么科學施工、安全施工，保證項目按期投運?青海送變電工程公司變電施工分公司副經理吳建平那時候來到塔拉灘援助青南換流站建造，直到項目正式投產前沒有回過一趟家。

    身材瘦高的吳建平，皮膚曬得黝黑。他和團隊負責位于換流站內右側藍色廠房的氣體絕緣組合電器設備的安裝、調試。“它好比整座換流站的‘窗口’，綠色電能都要先到這兒‘簽到’，再流向換流站遍地。”

    設備由6根直徑約1米、長700多米的套管擺放組成。“管壁僅有幾厘米厚，管內正中是直徑15厘米的銅線，運轉電壓達到750千伏，套管內的六氟化硫氣體是杰出的絕緣資料。”吳建平說，整套設備的安裝，對精密度、防塵等級要求極高，套管內不能有一?；覊m，不然就會影響絕緣作用，造成局部放電，影響設備安全。

    搭建圍欄、鋪設防塵網、設置風淋室……那段時刻，吳建平和搭檔們采取各種方法，保證套管內一干二凈。最終，設備一次性經過測試，吳建平高興得當場跳了起來。

    工程建造過程中，精密的施作業(yè)業(yè)還有許多。“青海境內兩個標段200多公里長的線路需求檢驗和調試，線路不長，但所處地段海拔高、環(huán)境惡劣。”國家電網青海省電力公司檢修公司輸電檢修中心帶電作業(yè)班班長翁鋼說，“上一年4月底開端，咱們60多名員工全員出動，檢驗這200多公里線路，繼續(xù)70天。”

    “當時的情況是，施工完一段就檢驗一段。每一顆螺絲咱們都用扳手擰過，每一寸導線都仔細檢查過。”那段閱歷，翁鋼至今難忘。

    最多的一次，翁鋼地點的檢修班一天內檢驗了48座輸電塔。“在均勻海拔3000多米的高原工地上，上上下下48回，每回都要爬上爬下幾十米，每回都要全面巡檢。”翁鋼說，“為了把青海的綠色電能送出去，這些付出，值!”

    既要科學施工，更要綠色施工，“將綠色電能運送通道建成綠色工程”是廣闊施工人員的一同愿望。

    青豫直流工程線路三成的塔位需求架起在高原沼澤地帶，“午后起勁風、夜來風雪襲”是粗茶淡飯，工程建造難度大。2020年元宵節(jié)剛過，施工部隊就來到海南藏族自治州貴南縣，駐扎在了這兒的沼澤地帶。

    “架起電塔時，為了維護植被，咱們在地上鋪了棕墊，一同堅持不必重型機械，作業(yè)要靠人拉肩扛。”青海送變電工程公司負責青豫直流工程青海段第二標段施工的總工程師張彥斌指向一棵不足一人高的樹，“施工時本來要伐掉，但想到高原上長棵樹不容易，咱們把它移植到了周圍。”

    施工過程中，這樣的故事還有許多：高原作業(yè)山路彎曲，考慮到重型工程車輛容易碾壓道路、損壞植被，施工隊就用騾子運輸工程設備、器件，最大程度削減環(huán)境危害;在山頂修建輸電塔時，提前架起索道，幾噸重的鋼材從空中運上山，防止山路運輸拖拽山上的樹木、植被;帶著設備、器械上下山一次，難免會折斷樹枝、損壞草皮，為此施工章程規(guī)定山上施作業(yè)業(yè)必須一次性完成，工程師們因而往往在山上一住就是一個星期……

    “咱們在施工過程中沒有發(fā)生一同環(huán)境污染和損壞事情。”張彥斌說。

    發(fā)揮歸納效益

    青電入豫添補了當地用電缺口，加速推進綠色低碳展開

    下高原，入華夏，出河南駐馬店市上蔡縣城東行約40公里，抵達青豫直流工程受端站——豫南換流站。

    “90后”金明輝負責豫南換流站中心設備換流閥的運轉維護。自打兩年前駐扎到這兒，他一次也沒有回過遼寧老家。“新建投運的輸電樞紐，離不開人。”他和數十名搭檔全部吃住在換流站，宿舍門外停著一排電動滑板車，“換流站區(qū)域面積540畝，哪里有故障，就騎上電動滑板車，爭取最快時刻趕到現場搶修。”

    跟著金明輝走進全站安全防護最嚴密的換流閥機組，6個碩大的閥塔、720只嗡嗡作響的中心元件晶閘管晝夜不斷作業(yè)，將傳輸過來的直流電轉化回溝通電，并入華中電網。

    工程終點，為何落在上蔡縣?“完善電網布局，進步供電牢靠性。”豫南換流站站長常東旭指著兩張電網布局示意圖，解答了咱們的疑問：

    第一張圖，河南省內500千伏電力網架根本形成，恰似一個“鼎”字形架構。可曩昔，駐馬店等豫南區(qū)域，電網建造相對薄弱，“鼎”字缺個“右腳”。隨著豫南換流站及配套電站建造投運，輻射豫南多地，這個“鼎”站穩(wěn)了腳跟。

    第二張圖，從華中電網來看，1000千伏“日”字形環(huán)網已初具規(guī)模。“這個‘日’字右上的橫折，就在駐馬店。”常東旭說。

    “十里八鄉(xiāng)的群眾都知道這個站，咱用的是來自青海的電。”國家電網駐馬店供電公司黨建作業(yè)部主任張攀說，“以前，豫南區(qū)域相對缺電，每巴結峰度夏碰上用電頂峰，個別當地就會限電。”

    迎峰度夏是一關，冬季供電也壓力倍增：今年1月初，受極寒天氣影響，河南電網遭遇前史最高負荷。“青豫直流工程正式投運不到10天，就趕上了這次用電頂峰，有用添補了供電缺口。”張攀說。

    河南省海川電子玻璃有限公司出產負責人李正蘭的感觸更直觀。海川公司位于駐馬店市高新技能工業(yè)開發(fā)區(qū)，以出產新型電子玻璃為首要事務，對供電牢靠性要求較高。“曩昔夏日用電嚴重時，優(yōu)先保民生，有時企業(yè)不得不限電，產能也隨之壓減。”李正蘭說，她也理解供電公司的難處：就這么一池水，分給公司出產用電多了，群眾生活用電就會有缺口。

    青電入豫，做大了駐馬店供電公司的“池子”。從2020年7月15日雙極低端體系先行帶電投運起，到年底全面投運時，青豫直流工程已為河南運送34.1億千瓦時。“上一年夏天到現在，企業(yè)再沒限過電。”李正蘭說。

    一組數據引起了咱們的注意：今年前4個月，駐馬店市PM2.5均勻濃度為每立方米45微克，同比下降6.8%。這得益于當地大氣污染防治、動力結構調整的繼續(xù)盡力。

    對青豫直流工程給出的“初試成績單”，河南省發(fā)改委副主任、動力局局長高義連贊“很不錯”。“河南煤炭資源豐富，燃煤電廠較多。青電入豫，解了咱們用電之渴，也有力促進加速綠色低碳展開。”

    高義給咱們算了筆賬：青豫直流工程，依照滿負荷運轉每年400億千瓦時的規(guī)劃輸電量，約占到目前河南省年用電量的1/8。從生態(tài)效益衡量，相當于代替原煤1800萬噸，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。人民日報　作者：記者畢京津參與采寫