中國儲能網(wǎng)訊：“沙戈荒”是沙漠、戈壁和荒漠的簡稱。這些地區(qū)氣候干旱、環(huán)境惡劣，但蘊(yùn)藏著豐富的風(fēng)能、太陽能資源，是我國大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)的主要區(qū)域?！笆奈濉逼陂g，“沙戈荒”風(fēng)電、光伏新增裝機(jī)超過1.3億千瓦。電網(wǎng)是能源輸送的重要樞紐，覆蓋全國、連接四方的輸電網(wǎng)絡(luò)將“沙戈荒”的綠電送往大江南北，加速推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型。
集中開發(fā)、遠(yuǎn)方消納，特高壓穩(wěn)送“沙戈荒”綠電
在新疆哈密三塘湖鎮(zhèn)的戈壁荒灘上，風(fēng)機(jī)林立，光伏成海，無限風(fēng)光轉(zhuǎn)化為清潔綠電。
這里是我國首個“沙戈荒”新能源外送基地——新疆天山北麓戈壁能源基地，也是“疆電入渝”工程的配套電源項目，新能源裝機(jī)占比超過70%。眼下，基地正進(jìn)入全容量并網(wǎng)的最后階段。
“基地采用‘風(fēng)光火熱儲一體化’模式，全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電后，每年將有360億千瓦時電能通過哈密—重慶±800千伏特高壓工程直送川渝大地。”新疆華電天山發(fā)電有限公司工程物資部主任劉永青說。
截至12月9日24時，“疆電入渝”工程累計外送電量達(dá)101.2億千瓦時，其中單日最大輸送電量近1億千瓦時，約占重慶市日均用電量的五分之一。
中央經(jīng)濟(jì)工作會議提出，加快新型能源體系建設(shè)，擴(kuò)大綠電應(yīng)用。圍繞堅持“雙碳”引領(lǐng)，我國持續(xù)提高新能源供給比重，加快清潔能源基地建設(shè)。
“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地是我國清潔能源基地的重要組成部分。在我國西北、華北和東北的廣袤土地上，大片沙漠、戈壁和荒漠地區(qū)的風(fēng)能、太陽能資源豐富。
“十四五”以來，我國多次提出加快推進(jìn)沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)。國家發(fā)展改革委和國家能源局制定了《以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風(fēng)電光伏基地規(guī)劃布局方案》，相繼印發(fā)了三批大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)項目清單。
目前，國家規(guī)劃的第一批大型風(fēng)電光伏基地已基本建成投產(chǎn)，第二、三批基地建成投產(chǎn)約5000萬千瓦，連綿成片的“能源綠洲”在昔日的“不毛之地”崛起?！笆奈濉逼陂g，“沙戈荒”風(fēng)電、光伏發(fā)電新增裝機(jī)超過1.3億千瓦。
“沙戈荒”地區(qū)地處偏遠(yuǎn)，本地用電負(fù)荷極小，“集中開發(fā)、遠(yuǎn)方消納”是新能源規(guī)模化開發(fā)的主要模式。特高壓直流主要用于長距離電力傳輸，是“沙戈荒”地區(qū)新能源電量消納的利器。
“十四五”時期，我國特高壓建設(shè)跑出“加速度”。今年，首條“風(fēng)光火儲一體化”特高壓直流輸電工程——隴東—山東±800千伏特高壓直流輸電工程投運(yùn)，每年可將甘肅360億千瓦時以上電量送到山東，其中新能源占比超50%；首條投產(chǎn)送電的“沙戈荒”新能源基地外送特高壓直流輸電工程——哈密—重慶±800千伏特高壓直流輸電工程，可支撐超過1000萬千瓦裝機(jī)的新能源可靠送出；首條獲批的以輸送“沙戈荒”風(fēng)電光伏大基地新能源為主的特高壓直流輸電工程——寧夏—湖南±800千伏特高壓直流輸電線路工程投運(yùn)，工程配套電源新能源裝機(jī)占比超過70%。
面對“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地加快建設(shè)的新形勢，國家電網(wǎng)有限公司推動特高壓工程由“定制化”向“標(biāo)準(zhǔn)化”轉(zhuǎn)型升級，提煉出“雙八百”特高壓直流標(biāo)準(zhǔn)化系列成果，統(tǒng)一了成套設(shè)計、設(shè)備制造、材料選型、工程設(shè)計、建設(shè)施工及調(diào)試試驗標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了核心設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)、外形尺寸，固化設(shè)計、施工、調(diào)試方案，縮短工程建設(shè)周期30%，有效減少重復(fù)研發(fā)投入。隴東—山東、哈密—重慶、寧夏—湖南特高壓直流輸電工程將“雙八百”特高壓標(biāo)準(zhǔn)化成果扎實落地，為我國“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地的規(guī)?；_發(fā)提供可靠支撐。
為解決大規(guī)模綠電集中送出的難題，國家電網(wǎng)公司將目光投向了更先進(jìn)、更靈活的輸電技術(shù)——特高壓柔性直流。
與常規(guī)直流相比，柔性直流使用全控型器件和電壓源換流技術(shù)，具備獨(dú)立調(diào)節(jié)有功和無功、無需同步電網(wǎng)支撐即可黑啟動、有效抑制振蕩等優(yōu)勢，特別適合高比例新能源基地送出。
國家電網(wǎng)公司在國際上首次自主研發(fā)±800千伏、800萬千瓦特高壓柔性直流新技術(shù)，可有效解決送端高比例新能源發(fā)電不穩(wěn)定、電網(wǎng)穩(wěn)定性差，受端高比例外受電系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)復(fù)雜、控制難度大等問題，大幅提升大電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平和靈活性。目前，正在建設(shè)中的世界首條柔性直流特高壓輸電工程——甘肅—浙江±800千伏特高壓直流輸電工程將在系統(tǒng)構(gòu)建、先進(jìn)控制等方面創(chuàng)造多項世界第一，為“沙戈荒”大基地等高比例新能源外送工程建設(shè)發(fā)揮重要的試驗示范作用。
省間互濟(jì)、網(wǎng)架優(yōu)化，新能源消納電量持續(xù)增長
我國電網(wǎng)按照電壓等級從高到低，形成“特高壓-超高壓-高壓-中壓-低壓”的完整體系。超高壓電網(wǎng)承接特高壓輸送的電力，負(fù)責(zé)區(qū)域內(nèi)電力的跨省調(diào)配與樞紐轉(zhuǎn)換，連接區(qū)域內(nèi)的大型電源、特高壓變電站和主要城市電網(wǎng)，起到承上啟下的作用，是保障區(qū)域電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵支撐。
國家電網(wǎng)公司加快區(qū)域骨干網(wǎng)架建設(shè)，持續(xù)優(yōu)化跨省跨區(qū)輸電通道功能，破解“沙戈荒”綠電并網(wǎng)與跨省輸送瓶頸，增強(qiáng)新能源匯集和送出能力。
12月14日21時18分，白銀—天都山第三回750千伏線路工程投運(yùn)，進(jìn)入24小時試運(yùn)行。該工程使甘肅省與寧夏回族自治區(qū)之間的電力交換能力提升至800萬千瓦以上，增強(qiáng)了西北電網(wǎng)甘肅和寧夏斷面的送電能力，對于保障寧湘直流外送，促進(jìn)新能源消納具有重要意義。
白銀—天都山第三回750千伏線路工程是寧夏—湖南±800千伏特高壓工程的配套工程，也是甘肅和寧夏間的重要電力聯(lián)絡(luò)通道。工程起于甘肅白銀750千伏白銀變電站，止于寧夏中衛(wèi)750千伏天都山變電站，全線總長89.5千米，共組立鐵塔194基。作為西北電網(wǎng)第22條跨省聯(lián)絡(luò)線，該工程的投運(yùn)可助力西北電網(wǎng)省間交換能力突破3300萬千瓦，有力支撐“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地穩(wěn)定送電。
當(dāng)前，在青海省海南州共和縣鐵蓋鄉(xiāng)然木根村，750千伏紅旗變電站主變壓器擴(kuò)建工程進(jìn)入最后的調(diào)試階段。
“我們這里入冬早，施工周期短，大風(fēng)、暴雪、低溫等極端天氣多，我們10月底基本完成了工程的主體建設(shè)，11月進(jìn)入設(shè)備的調(diào)試階段，目前正按計劃推進(jìn)變電站投運(yùn)。”項目經(jīng)理安永海在寒風(fēng)中看著拔地而起的“鋼鐵森林”，眼里滿是自豪。安永海負(fù)責(zé)輸變電工程建設(shè)已有22年，今年他負(fù)責(zé)5項輸變電工程，這是最后一項在建工程。項目計劃2026年年初投運(yùn)，建成后將滿足海南州第二批、第三批大型風(fēng)電光伏基地的接入。
目前，“沙戈荒”地區(qū)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)較為薄弱，缺乏火電、水電等常規(guī)發(fā)電廠提供的電壓和頻率支撐，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行面臨挑戰(zhàn)。國家電網(wǎng)公司加快“沙戈荒”地區(qū)配套電網(wǎng)工程建設(shè)，通過技術(shù)改造與調(diào)度優(yōu)化，顯著增加通道內(nèi)風(fēng)電、光伏的配置比例，提升新能源消納水平。
12月3日10時54分，阿榮旗500千伏新能源匯集輸變電工程順利投運(yùn)。該工程是國家第三批“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地配套工程，也是內(nèi)蒙古自治區(qū)“十四五”重點建設(shè)項目。
回首與500千伏阿榮北變電站朝夕相伴的400多個日夜，驗收團(tuán)隊技術(shù)人員李蛟龍格外激動。那些日子，他帶領(lǐng)驗收團(tuán)隊深入現(xiàn)場，在密如蛛網(wǎng)的線纜間，通過電流、電壓這些“信號”，進(jìn)行毫秒級的故障定位。驗收攻堅的最后幾天，他協(xié)同施工單位、監(jiān)理與廠家構(gòu)建起聯(lián)動機(jī)制，逐屏核對接線，模擬各類故障，對線路保護(hù)、母線保護(hù)等裝置反復(fù)開展傳動試驗，確保每一個參數(shù)準(zhǔn)確無誤。
工程可高效承接華能100萬千瓦風(fēng)電、莫力達(dá)瓦國能60萬千瓦風(fēng)電等國家第三批“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地項目的新能源送出任務(wù)，每年外送綠電44.88億千瓦時，可滿足374萬戶家庭1年用電量，年節(jié)約標(biāo)煤134.63萬噸、減少二氧化碳排放350.1萬噸，進(jìn)一步帶動地區(qū)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展。
創(chuàng)新工藝、保護(hù)生態(tài)，輸電走廊與自然環(huán)境和諧共生
“沙戈荒”地區(qū)氣候干旱，水資源稀缺，植被稀疏，土壤容易遭受風(fēng)蝕，生態(tài)環(huán)境極其脆弱。這對服務(wù)于“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地的電網(wǎng)工程的施工提出更高要求。國家電網(wǎng)公司注重環(huán)境友好型作業(yè)，實現(xiàn)工程建設(shè)與生態(tài)保護(hù)的協(xié)同發(fā)展。
“寧電入湘”工程全長1634千米，寧夏段有261千米，其中68%的線路途經(jīng)沙漠、戈壁、荒漠地形，意味著部分電力鐵塔需建設(shè)在“沙戈荒”地帶，而區(qū)域內(nèi)植被少、地形復(fù)雜，加上風(fēng)沙的侵襲，電力鐵塔存在倒塔的風(fēng)險，威脅輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
為解決這一問題，建設(shè)人員借鑒了以往特高壓運(yùn)維管理經(jīng)驗，啟動了“植綠護(hù)線”計劃。
國網(wǎng)寧夏電力有限公司超高壓公司科技創(chuàng)新中心班組技術(shù)員張曉波說：“我們咨詢了一些林業(yè)、治沙專家，通過草方格，把沙丘改造成了固定或半固定沙地，同時在草方格內(nèi)播撒一些草籽，種植白檸條苗等植物，慢慢恢復(fù)了通道的植被環(huán)境。”
生態(tài)環(huán)境保護(hù)推動電網(wǎng)技術(shù)革新。如今，電網(wǎng)綠色建造技術(shù)越來越受重視，從設(shè)計到施工都融入了環(huán)保理念，進(jìn)一步減少對生態(tài)的影響、提升資源利用效率。
張力機(jī)是一種用于輸電線路張力架線和高空索道架設(shè)作業(yè)的機(jī)器。以特高壓輸電線路架線施工為例，導(dǎo)線從一基線塔架至另一基線塔，需要張力機(jī)在后方托舉、輸送，并控制導(dǎo)線張力，配合前方的牽引機(jī)牽拉，一張一牽，將導(dǎo)線展放在線塔上。
以前，張力機(jī)的驅(qū)動力靠自帶的柴油發(fā)電機(jī)發(fā)電，而山西送變電工程有限公司在“隴電入魯”工程建設(shè)中成功研發(fā)和使用了以新能源為驅(qū)動力的張力機(jī)，實現(xiàn)了零排放、零污染。
“這款張力機(jī)是用60千瓦時磷酸鐵鋰電池作為動力，通過純電方式控制導(dǎo)線展放的張力和速度，工作時還可以靠張力輪的轉(zhuǎn)動給電池充電，實現(xiàn)電池能量自給自足，同時它還集成了電控、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)及控制面板等，并設(shè)置了誤操作、長時間連續(xù)作業(yè)等防護(hù)措施。經(jīng)測試，這臺張力機(jī)每小時能節(jié)約柴油5升左右?！彪]電入魯工程晉2標(biāo)段施工項目經(jīng)理王軍說。
在廣袤的“沙戈荒”地區(qū)，低矮的灌木叢零星分布。國家電網(wǎng)公司通過創(chuàng)新施工工藝、采用多種方式提高施工擾動區(qū)域生態(tài)修復(fù)質(zhì)效。
白銀—天都山第三回750千伏線路工程建設(shè)堅持“綠色建造”理念，采用節(jié)能導(dǎo)線、高強(qiáng)鋼桿塔等新技術(shù)，大幅降低線路損耗；采用三維設(shè)計技術(shù)實現(xiàn)路徑優(yōu)化、電氣間隙校驗等全流程數(shù)字化管控，大幅提升建設(shè)效率；落實表土剝離、植被恢復(fù)等環(huán)保措施，永久占地和臨時占地均實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)全覆蓋，構(gòu)建起電網(wǎng)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)協(xié)同發(fā)展的綠色輸電走廊。
新疆昌吉州奇臺縣大井西升壓匯集站220千伏送出工程，要在生態(tài)脆弱的凍土區(qū)與復(fù)雜地質(zhì)上，為“風(fēng)光”新能源鋪就一條外送通道。昌吉供電公司項目管理團(tuán)隊成立臨時攻堅小組，創(chuàng)新采用了“裝配式基礎(chǔ)”破解凍土施工難題。團(tuán)隊采用了工廠化預(yù)制、現(xiàn)場裝配式基礎(chǔ)?；A(chǔ)構(gòu)件在工廠預(yù)先制作完成，運(yùn)至現(xiàn)場后像“搭積木”一樣快速組裝，將現(xiàn)場作業(yè)時間和開挖量減少70%以上，最大限度地減少了對凍土層的熱干擾，保證了地基的長期穩(wěn)定。
昔日戈壁荒灘，今日金山銀山。在堅強(qiáng)電網(wǎng)的支撐下，“沙戈荒”大型風(fēng)電光伏基地加速建設(shè)，一大批新能源大基地項目展現(xiàn)出全新的面貌。而一條條電力大動脈縱橫交錯，形成骨架更為堅強(qiáng)、技術(shù)更加先進(jìn)、運(yùn)行更加可靠的大電網(wǎng)，將這里源源不斷的綠電送往祖國的四面八方。
