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世界首个柔性直流电网工程组网成功

作者:中国储能电站网 来源:《 国家电网报 》 时间:2020-06-28 浏览:
      6月25日,±500千伏张北柔性直流电网试验示范工程四端带电组网成功。张北地区的清洁能源发电成功接入北京电网,送至北京冬奥会的各个场馆。

张北的风、光点亮北京冬奥场馆

±500千伏延庆换流站是北京冬奥重点配套电网工程——张北柔直工程的重要受端换流站。来自张家口地区的风电、光伏发电等清洁电能,将从这里送往北京冬奥场馆。

首钢滑雪大跳台是北京冬奥会唯一一个位于市区内的雪上赛事场馆,它将承办北京2022年冬奥会的跳台滑雪比赛项目。

2022年比赛的时候,这里要进行4~6天的人工造雪,总造雪量达到1.15万立方米,相当于在一个标准篮球场堆出28米高的雪,需要耗费大约2万度电。造雪完成后,每天还需要场地维护和补雪保养,用电量也是非常大的。

整个冬奥会比赛期间,这个滑雪场馆预计将使用绿电也就是清洁能源发电约10万度,相当于500个三口之家1个月的用电量。

张北柔直工程可提供绿色电能的总量达到141亿千瓦时,相当于北京市年用电量的十分之一。能够保证2022年北京冬奥会期间,包括首钢滑雪大跳台在内的所有冬奥会场馆,都能实现100%绿电供应。

这是个世界级的工程

张北柔直工程是世界首个柔性直流电网工程,也是世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流工程。工程核心技术和关键设备均为国际首创,将创造12项世界第一。

工程额定电压±500千伏,建设666千米±500千伏直流输电线路,新建4座换流站,总换流容量900万千瓦,可以将张北地区丰富的风电、光伏发电等多种能源连接在一起,利用风电、光伏、储能等多种能源形式之间的互补性,克服可再生能源发电间歇性与不稳定性等问题,实现张北千万千瓦级新能源基地汇集外送,有效支撑2022年北京冬奥场馆实现100%清洁能源供电。

张北、康保换流站作为送端直接接入大规模清洁能源,丰宁站作为调节端接入电网并连接抽水蓄能,北京站作为受端接入首都负荷中心。

1、三大突破

首次突破柔性直流组网技术。

首次将柔性直流的输电容量提升至常规直流水平。

首次将柔性直流的可靠性提升至常规直流水平。

2、12项世界第一

世界上第一个真正具有网络特性的直流电网;

世界上第一个采用真双极接线的大规模风电、光伏孤岛送出直流电网工程;

世界上第一个实现风、光和储能多能互补的直流电网;

世界上第一个采用架空输电线路的直流电网;

世界上第一个中性线采用金属回线的直流电网;

世界上第一个基于直流电网的多维度多要素控制保护系统;

世界上最高电压等级最大容量的柔性直流换流站(±500kV、3000MW);

世界上最高电压等级最大开断能力直流断路器(535kV、25kA、3ms);

世界上最高电压等级最大换流容量柔性直流换流阀(535kV、3000MW);

世界上最大容量交流耗能装置(8×375MW);

世界上最高电压等级最大输送能力直流电缆(535kV、3000A);

世界上最大功率全控可关断器件(4.5kV、3000A大功率IGBT)。

施工难度也很大

这个工程不仅在技术上世界领先,施工难度也非常大,说个故事你就知道了——

上塔20分钟就要下来取暖,手冻僵后用雪搓

2019年2月22日,张北坝上正处于“严寒模式”。上午10点,在±500千伏张北柔直电网工程一处线路施工现场,高空作业人员林建国脱下厚重的棉衣、穿上防风工作服、做好安全措施后,上塔作业。

20分钟后,林建国从塔上下来,脸上、帽子上满是冻霜,冷得说不出话来。来自冀北北京送变电公司的施工班班长田立壮马上掀开暖棚的门帘,让他赶紧暖和一下。“张北的风一年刮两次,一次刮半年。冬天,这里的气温最低可达零下40摄氏度,时常吹着夹着雪花的大风,人在现场连眼睛都睁不开。”田立壮说。

“白毛风冷得刺骨,在百米高空又不能穿太多,几分钟手就会冻僵。”田立壮听说,前些年其他工程的施工队不熟悉这里气候,有人冻掉过手指。“我们有秘诀!每20分钟就要下塔取暖,真冻僵了绝不能火烤,先要用雪搓。即使在零下30摄氏度的环境下施工,我们也没人冻伤。”田立壮说。

不仅如此,张北柔直工程穿过张北、崇礼等地区,70%的线路地处丘陵和高山大岭。“山连山,连绵不断,沟套沟,难以计数。”工程部分塔位位于海拔高达2000多米的荒山,需要开路上山,每前往一个塔位就需要两三个小时。

田立壮介绍,为了高效率推进工程建设任务,施工班全体成员曾都住在山上的帐篷里,每天派专人上山送饭,最大化利用白天的作业时间,保障施工进度。

张北柔直工程是国际领先的重大技术创新,是破解新能源大规模开发利用世界级难题的“中国方案”,是国家电网公司建设具有中国特色国际领先的能源互联网企业的具体实践和服务能源革命的具体行动。

关键字:柔性直流电网

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