7 月 8 日午夜,时钟的指针在嘀嗒声中跳过了零时。对于绝大多数人来说,这一刻也许如往日一样,平淡无奇,但对于一直守望在电力调度台前的电网工作人员来说,就这一刻,出现在显示屏上的数字,却给他们带来无限的欣喜。
939.28 亿千瓦时!
这是向家坝—上海 ±800 千伏特高压直流输电示范工程投运 5 年来,累计向上海输送四川水电的数量。
在早几日的 7 月 3 日,同样起于四川、以华东为受端的溪洛渡—浙西±800 千伏特高压直流输电工程也迎来了投运周年纪念。截至 7 月 2 日 24时,该工程已累计向浙江输送来自四川的清洁水电 335 亿千瓦时。
在今年迎峰度夏期间,向上、锦苏、溪浙三大特高压直流工程正在全部满功率运行(合计 2160 万千瓦,相当于三峡满功率送出),三大特高压直流工程承担了 80% 以上的四川水电外送任务,输送电力分别占上海、江苏、浙江三省市最高用电负荷的 34%、12% 和 17%,约占华东区外受电的三分之二。
特高压电网的资源综合优化配置平台作用正充分显现。
开启电网发展新篇章
在本世纪初,宜宾这座被称为“万里长江第一城”的城市,被葛洲坝、三峡、向家坝、溪洛渡四大水电站环绕,却不得不承受缺电之痛。好在,这一状况随着向上工程的开工而得以扭转。宜宾电网在两年的时间内,从一个受电能力仅为 30 万千瓦的末端弱联系电网,发展成为受电能力达到 110 万千瓦的强联系电网。向上工程投运后,宜宾基本摆脱了限电之苦。
而在东距宜宾 1907 公里以外,向上工程的受端上海,在向上工程投运当年就接受了来自四川的 32 亿千瓦时清洁水电。据不完全统计,2010 年长江汛期,向上工程外送四川水电达到数百亿千瓦时,较 2009 年同期四川水电外送量增加了近 50%。
向上工程不但优化了送端电网的结构,改变了受端电网的清洁能源比例,更重要的是,将西部的水电资源优势转化为经济优势,充分展现了特高压大规模、远距离优化配置能源资源的优势。
2009 年 1 月,第一条特高压工程晋东南—南阳—荆门 1000 千伏特高压交流试验示范工程投运。来自煤炭基地山西的火电,途经 654 公里,跨越黄河和汉江,送往湖北,这对于电煤外购比重超过 90% 的湖北来说,相当于被“支援”了一个葛洲坝电站。
4 年后,又一条交流特高压工程投运——皖电东送 1000 千伏淮南至上海特高压交流输电示范工程,跨越656 公里,经皖南、浙北到达上海,变输煤为输电,淮南成为华东地区的电力基地。
输变电技术水平的提升,使得能源资源大规模、远距离的优化配置成为现实。特高压的发展也在不断满足国家经济社会发展对于能源电力增长的需求。
清洁能源外送乘上特高压快车
2010 年7 月8 日,是向上工程正式投运的日子。
彼时,向家坝水电站正在接纳着充沛的雨水,千里之外的上海正在迎接高温下的世博考验。
说是考验,一点不假,为期半年的上海世博会供电保障范围之广、时间之长、难度之大前所未有。为了保障世博会供电,世博会供电保障电力交易组明确:除在华东电网内统筹协调外,上海电网还将接受跨区跨省送电。新投运的向上工程,为世博会保电增加了底气。
世博会期间,上海接受跨区跨省最大高峰电力达到 850 万千瓦,约占上海最大负荷的三分之一。国家电网公司 2010 年三季度电力市场交易信息报告显示,经由向上工程,华中送华东季度交易电量达 44.88 亿千瓦时,来自四川的清洁水电令上海获益匪浅。也正是因此,上海成为当时全球最大“绿电”城市。
作为第一条直流特高压工程,向上工程的投运给华中水电的开发带来了连锁效应,大渡河、雅砻江、金沙江等待开发的水能资源将有机会转化为清洁能源送往负荷中心。
随着2012年12月锦屏—苏南±800 千伏特高压直流输电工程和2014 年 7 月溪洛渡—浙西 ±800 千伏特高压直流输电工程的投运,5 年来,国家电网公司通过三大特高压直流工程,累计向华东地区上海、江苏、浙江等地输送四川清洁水电达 2033 亿千瓦时,相当于节约燃煤 9314 万吨,减排烟尘 7.4 万吨、二氧化硫 45.8 万吨、氮氧化物 48.4 万吨、二氧化碳 18297万吨。
借助特高压送到负荷中心的不仅有来自华中的清洁水电,还有来自西北的风电和光伏发电。
2014 年 1 月 28 日,全长 2192 公里的哈密—郑州 ±800 千伏特高压直流输电工程投运,它打通了西电东送的清洁能源大通道,实现了西北风电、光伏发电的大规模开发、打捆外送和大范围优化配置。
而在华东,这个全国最大的负荷中心,一个特高压受端电网正在形成。已建成的皖电东送 1000 千伏淮南至上海特高压交流输电示范工程,与在建的淮南—南京—上海 1000 千伏特高压交流输电工程一起,将在长江三角洲地区构建起一个特高压环网,这将是一个大规模接受区外水电、煤电的网络平台,将增强长三角地区电网互通互联、相互支撑的能力。同时,作为华东特高压主网架的组成部分之一,浙北—福州 1000 千伏特高压交流输电工程的投运,不仅提高了浙江与福建联网的输电能力,也加强了华东电网接受区外输电的能力。
目前,国家电网已累计建成“三交四直”特高压工程,在建“四交三直”特高压工程,在运在建特高压输电线路长度超过 2.2 万公里,变电(换流)容量超过 2.3 亿千伏安(千瓦),累计送电超过 3300 亿千瓦时。依托特高压电网的发展,国家电网新能源并网装机已突破 1.3 亿千瓦,成为世界风电并网规模最大、太阳能发电增长最快的电网。特高压实现能源资源综合优化配置的能力充分显现,“以电代煤、以电代油、电从远方来、来的是清洁电”的能源消费新模式越来越被社会和大众所接纳。
特高压进入集中建设新阶段
6 月3日, 酒泉—湖南 ±800 千伏特高压直流输电工程开工。这条呼声已久的特高压工程,为破解河西走廊清洁能源外送的难题带来了希望。从 2009 年全国第一个千万千瓦级风电基地开工,到 2014 年年底甘肃省内新能源装机在全国省级电网排名第一,甘肃风电发展的脚步以追风逐日的速度一日千里。与此同时,一大批光伏发电项目也如同雨后春笋一般,在河西走廊落地生根。
截至 2015 年 6 月,甘肃省河西五市新能源装机已经达到 1568 万千瓦。然而,甘肃省内最大用电负荷仅 1200万千瓦左右,即使全省全部使用风电、光伏发电,仍有富余,更不消说还有传统的煤电、水电。甘肃的风电、光伏等新能源面临着供电能力过剩与用电能力不足的矛盾。
作为我国第一条大规模输送清洁电力的特高压直流工程,酒湖工程对于落实国家大气污染防治行动计划,优化能源结构,发展远距离大容量输电技术,促进新能源跨区域消纳利用,缓解中东部地区大气污染防治压力,都具有重要战略意义。
毫无疑问,2015 年是特高压建设的“大”年。淮南—南京—上海 1000千伏特高压交流输电工程、锡盟—山东 1000 千伏特高压交流输电工程、宁东—浙江 ±800 千伏特高压直流输电工程建设有序推进。同时,上半年,蒙西—天津南、榆横—潍坊 1000 千伏特高压交流输电工程、晋北—江苏±800 千伏特高压直流输电工程先后拉开建设大幕,标志着特高压进入全面提速、集中建设的新阶段。随着未来“五交八直”特高压工程的加快推进,到 2020 年,我国将建成“三华”同步电网,形成东北、西北、西南三个送端电网和“三华”一个受端电网的四个同步电网格局。
十年发展,特高压走过的道路遍布荆棘却一路辉煌。依靠技术创新,特高压完成了从“中国制造”到“中国引领”的跨越,并带动特高压输电技术乃至装备制造业从中国走向了世界。
随着“一带一路”“ 中国制造2025”战略的实施,特高压跨境洲际互联,构建全球能源互联网将不再遥远。5 年前,向上工程投运标志着国家电网全面进入特高压交直流混合电网时代。5 年后,在向上工程投运 5 周年之际,特高压站在了一个更高的起点上,开启了全新的征程。