一线连青豫 闪亮新能源

  一线连青豫 闪亮新能源(人民眼·推进能源低碳转型)

  引 子

  自这一晚起,对河南省的不少家庭来说,灯还是原来那盏灯,但电已是来自青海省的绿色电能。

  2020年12月30日傍晚,青海—河南±800千伏特高压直流工程(以下简称青豫直流工程)正式投运。  

  这是一条专为清洁能源外送而建设的特高压通道。它起于青海省海南藏族自治州,止于河南省驻马店市,线路全长1563公里,输送容量800万千瓦,总投资约226亿元。

  截至6月9日,青豫直流工程累计输送绿色电能119.59亿千瓦时。这相当于减少标准煤燃烧538万吨,减排二氧化碳885万吨。

  今年1月25日,习近平主席在世界经济论坛“达沃斯议程”对话会上的特别致辞中指出:“我已经宣布,中国力争于2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和。实现这个目标,中国需要付出极其艰巨的努力。我们认为,只要是对全人类有益的事情,中国就应该义不容辞地做,并且做好。中国正在制定行动方案并已开始采取具体措施,确保实现既定目标。”

  “青豫直流工程是我国发展运用特高压输电技术、推动新能源大规模开发利用的一次重大创新。”国家电网青海省电力公司建设部主任杨记宁说,这对于促进青海打造国家清洁能源产业高地,满足华中地区用电需求,落实碳达峰、碳中和工作等具有重要意义。

  日前,记者实地探访青豫直流工程,感受能源绿色低碳发展的强劲脉动。

  保障稳定供电

  从光伏光热到水光互补,创新驱动助力青海打造国家清洁能源产业高地,新能源发展多项指标居全国前列

  光能、风能发电波动性、间歇性较强,往往靠天吃饭,而电力供应最看重稳定性。新能源大规模开发利用的瓶颈如何突破?

  通过青豫直流工程输送河南的绿色电能,主要来自青海海南藏族自治州、海西蒙古族藏族自治州的两个千万千瓦级可再生能源基地。

  出海西蒙古族藏族自治州格尔木市东行30公里,来到海西多能互补集成优化国家示范工程基地。这里地处太阳能资源富集的柴达木盆地,茫茫戈壁上,一个个蓝色光伏发电板整齐排列,一座座风力发电机迎风转动。

  不远处,矗立着一座白色高塔。“这是光热电站的集热塔,高188米。以高塔为圆心,环绕分布着4000多面镜片,每面镜片面积约138平方米。”青海广恒新能源有限公司副总经理曾需要介绍。

  镜片的名字很形象:定日镜。它们把太阳能聚焦到集热塔顶部的吸热器,加热吸热器内的特制熔盐。夜晚,当光伏电站停止运转时,加热后的特制熔盐持续释放热能,再通过换热系统产生蒸汽,推动汽轮机发电。

  “别小看光热的能量,一座集热塔工作一天,就能满足10万户居民一天的用电需要。”曾需要说,“通过示范推广‘以热补光’,让新能源发电有了可靠支撑。”

  在海南藏族自治州黄河峡谷地带,距离龙羊峡水电站约50公里处的一片草地上,如今建起了装机规模85万千瓦的水光互补光伏电站。

  “新的水光互补技术可将原本随机、波动、间歇的光伏电,调整为均衡、优质、安全的稳定电源并送入电网。”国家电投集团黄河上游水电开发有限公司龙羊峡发电分公司综合部副主任于海青介绍,“我们白天优先使用光伏发电,夜晚则由水电机组接力发电,保障新能源的最大化消纳和电网的优化运行。”目前,这座水光互补光伏电站一年发电量已占龙羊峡水电站的1/4。

  除了硬件布局,多能互补系统的软件革新是提升新能源供给质量的又一关键。为适应大规模光伏发电并网运行的技术要求,青海近年来着力开展光伏功率预测技术攻关并完成系统升级。在此基础上,青海牵头承担了国家重点研发计划“多能源电力系统互补协调调度与控制”项目,并在青海省电网调控中心上线,实现对水、火、风、光、热、储等多种类型电源的协调调度。

  “这套多能互补调度系统能够给出电网运行的最佳方案,让多种能源的深度融合实现‘1+1>2’的效果。这样的技术能力是青海大规模发展新能源的重要基础。”国家电网青海省电力公司调度控制中心主任方保民说,“十三五”期间,国网青海电力的新能源消纳利用率保持在95%左右。

  依托丰富的水、光、风、热能资源禀赋,坚持创新驱动,青海近年来积极推动国家清洁能源示范省建设,着力打造国家清洁能源产业高地。截至今年5月底,青海电网总装机规模4050万千瓦,其中水电1193万千瓦、光伏1591万千瓦、风电853万千瓦、光热21万千瓦,新能源装机占比、集中式光伏发电量均居全国前列。

  连续7天,连续9天,连续15天,连续31天——2017年至2020年,青海不断刷新全省范围内绿电供电持续时间纪录。“十四五”开局之年,青海新能源发电又创佳绩:2至3月,新能源发电量连续两个月超过水电,担当主力电源。持续稳定的电力供给,为青海绿色电能大规模外送打下了基础。

  打造“电力高速”

  攻克关键技术,保障绿色电能快速、稳定、安全输送

  来自青海多地的绿色电能,汇集到海南藏族自治州共和县的塔拉滩。这里坐落着青豫直流工程的首端站:青南换流站。

  2018年10月26日,青海、河南、甘肃省政府和国家电网公司在北京签署四方合作协议。10余天后,青豫直流工程就在青豫两地同时开工。那天,塔拉滩上冰封雪飘、寒风凛冽,青南换流站站长李斌善心里却很火热,“依托远距离、大容量特高压输电技术,可以让青电入豫驶上‘高速路’——只用0.00526秒,就可以把青海的绿色能源输入1500多公里之外的河南;一秒的输电量就足够一个家庭使用两年。”

  “电能汇集到换流站后,交流电变直流电,同时升高电压。”李斌善挥手指向换流站的“心脏”——换流变压器。变压器另一侧是负责交流变直流的换流阀,这里很安静,只有电流通过时发出的嗡嗡声。

  “与交流电相比,直流电输送过程中产生的损耗较小。交流输电线路需要3根线缆,直流输电线路只需两根,降低了建设、运行维护成本,提高了输送速度,运行也更加稳定。”李斌善说,“这符合青豫直流工程的设计初衷:让青海绿色电能经济、可靠地输送到有需要的远方。”

  变压器旁,巨大的散热风扇不停转动,“每台变压器重500吨,6台编为一组,换流站共有4组24台变压器。”李斌善介绍说,电流经过4组变压器升压至800千伏,相同电功率作用下,升高电压可以减小电流,同样起到降低损耗的作用。

  更令李斌善骄傲的是,站内设备已基本实现国产化。“工程建设中,已攻克掌握特高压直流规划设计、试验研究、设备研制等关键技术,提升电能输送的安全性、经济性、环境友好性。”

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