南網(wǎng)超高壓直流輸電技術(shù)：全力保障西電東送

朵朵白云在毓朗的藍天上緩緩飄過，山坡上連片的金黃油菜花田讓人目不暇接，記者來到位于云南省曲靖市羅平縣的魯西村時，實在難以想象世界上首次采用大容量柔直與常規(guī)直流組合模式的背靠背直流工程就坐落在這幅“田園風(fēng)光畫”中。

“工程自全面投運以來，截至今年1月1日，柔性直流送電通道利用小時數(shù)超5000小時，能量可用率超過95%，運維水平已到達常規(guī)直流穩(wěn)定運行標準，總體水平、重要技術(shù)經(jīng)濟指標均國際領(lǐng)先，標志著我國柔直技術(shù)應(yīng)用已完全滿足商業(yè)運行要求，也標志著南方電網(wǎng)公司率先自主掌握了柔性直流運維的關(guān)鍵技術(shù)。”南方電網(wǎng)超高壓輸電公司天生橋局局長陳鴻飛說。

昆柳龍?zhí)馗邏憾喽酥绷魇痉豆こ?、云貴互聯(lián)通道工程、海南聯(lián)網(wǎng)二回工程……在南方電網(wǎng)公司的服務(wù)范圍內(nèi)，一個個重大項目或在建，或投產(chǎn)。在超高壓直流輸電技術(shù)已達國際領(lǐng)跑水平的當(dāng)下，自提出設(shè)想至今業(yè)已40余年的西電東送工程正隨南方電網(wǎng)一道，在新時代不斷煥發(fā)新活力。

建得起 實現(xiàn)東西優(yōu)勢互補

“改革開放之初的廣東經(jīng)濟發(fā)展剛剛起步，缺電問題十分突出，工廠‘開四停三’‘開三停四’是常態(tài)，居民家里還要自備調(diào)壓器。”談及西電東送建設(shè)的初衷，南方電網(wǎng)超高壓輸電公司副總經(jīng)理李慶江對當(dāng)時的情況歷歷在目。

我國幅員廣袤，但電力負荷地區(qū)和電力資源分布區(qū)并不匹配。廣東作為主要負荷中心因為資源稟賦無法電力自給，而當(dāng)時發(fā)展相對滯后的云南、貴州、廣西則有大量可以轉(zhuǎn)化為電力的資源難以充分利用。面對這種情況，西電東送工程應(yīng)運而生。

從貴州省黔西南州興義市向東南乘車行進約1個小時，就到了廣西隆林縣椏杈鎮(zhèn)納貢村的雷公灘段峽谷。被譽為西電東送“橋頭堡”的天生橋二級電站，就坐落于此。裝機容量132萬千瓦時的天生橋二級電站每天都通過天廣交、直流輸電線路，將電能源源不斷地送往珠三角。西電東送工程，正是發(fā)端于這里。

“電站區(qū)域地質(zhì)條件非常復(fù)雜，施工難度非常大，滑坡等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)。電站投運初期，員工住工棚、睡通鋪、沒有干凈水喝，由于用電供電不穩(wěn)定，還出現(xiàn)過點著蠟燭發(fā)電的情況。”曾參與過天生橋二級電站建設(shè)的南方電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻天二公司退休員工余光輝在講述時語氣很平靜，也很沉重。想起跟著老處長王明均扎在電站建設(shè)一線時每日的充耳轟鳴和滿身粉塵，當(dāng)時還是普通工作人員的南方電網(wǎng)超高壓輸電公司副總經(jīng)理杜鵬同樣記憶猶新。

南方電網(wǎng)公司總經(jīng)理、黨組副書記曹志安表示，南方電網(wǎng)“西電東送”已形成8條交流通道、10條直流通道的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，送電能力超過5000萬千瓦，其中2018年送電量達2175億千瓦時，相當(dāng)于廣東省全社會用電總量的三分之一。西電東送不光解決了廣東的用電難題，更帶動了東西部的協(xié)同發(fā)展。

曾因大氣污染而飽受酸雨困擾的廣東近年來能夠重現(xiàn)“廣東藍”，西電東送功不可沒。南方電網(wǎng)公司成立以來，累計完成西電東送電量超過2萬億度，其中清潔能源占比超過75%，相當(dāng)于累計減少南方區(qū)域標準煤消耗4.6億噸，減少二氧化碳排放12.2億噸，減少二氧化硫排放883萬噸。

而西部省區(qū)也借助西電東送成功將資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為發(fā)展動力。云南作為西電東送南通道的主要電源地，西電東送20年多年來累計為其增加稅收超過200億元，以電力為基礎(chǔ)的能源產(chǎn)業(yè)已發(fā)展成為云南僅次于煙草的第二支柱產(chǎn)業(yè)。貴州也因西電東送的不斷推進而拉動了固定投資，實現(xiàn)了財政收入大幅增長。

接得下 打贏自主創(chuàng)新攻堅戰(zhàn)

在烏東德直流工程的起點昆北換流站，240萬立方米土石方挖填量的壯觀工地，以及熱火朝天的施工場景震撼無比。

世界上容量最大的特高壓多端直流輸電工程、首個特高壓多端混合直流工程、首個特高壓柔性直流換流站工程、首個具備架空線路直流故障自清除能力的柔性直流輸電工程……烏東德工程的開工建設(shè)意味著我國已在世界直流輸電領(lǐng)域的領(lǐng)軍位置站穩(wěn)了腳跟。

“‘無關(guān)人員請離場！’。在天廣直流工程通電調(diào)試現(xiàn)場，德國技術(shù)人員的這句話刺痛了我們每一個在場中方技術(shù)人員的心。也讓我們明白真正的核心技術(shù)是要不來、買不來、討不來的。”南方電網(wǎng)科研院黨委書記、董事長饒宏至今仍對當(dāng)年的一幕耿耿于懷。

參與了直流輸電技術(shù)攻關(guān)的南方電網(wǎng)高級技術(shù)專家李巖向記者回憶，在發(fā)展初期西電東送直流輸電工程的建設(shè)完全依賴外國技術(shù)專家。2000年，天廣直流工程建成投產(chǎn)，工程全套引進德國西門子公司產(chǎn)品，甚至洗手間馬桶也由外方提供，工程自主化率幾乎為零。

為擺脫“站著看”的旁觀者角色，自主創(chuàng)新成為必經(jīng)之路，但這條路從來都不是一帆風(fēng)順的。“在事前完全不知情的境況下，直流停掉，就像高速公路突然封閉。”南方電網(wǎng)超高壓輸電公司生產(chǎn)技術(shù)部主任高錫明表示，在當(dāng)時一無技術(shù)、二無經(jīng)驗、三無標準的“三無”情況下，天廣直流輸電線路閉鎖和臨停的情況時有發(fā)生，直接影響到了西電東送的效率。

為盡快扭轉(zhuǎn)受制于人的不利局面，南方電網(wǎng)超高壓輸電公司組建了多個創(chuàng)新團隊，對外方設(shè)計好的運行過程進行逐項檢查梳理，根據(jù)電網(wǎng)在當(dāng)?shù)氐膶嶋H運行情況，提出了數(shù)百項可能導(dǎo)致故障的隱患。

為解決控制技術(shù)難題，南方電網(wǎng)還搭建了仿真實驗室。饒宏表示，總投資超過3億元，面積達3300平方米的實驗室能夠模擬南方電網(wǎng)東西橫跨2000公里的世界最復(fù)雜交直流混聯(lián)電網(wǎng)，在電網(wǎng)運行風(fēng)險評估與防控和重大故障仿真分析等方面發(fā)揮了重要作用。

2017年6月，世界上首個采用高壓大容量柔性直流輸電技術(shù)的工程——魯西背靠背直流異步聯(lián)網(wǎng)工程建成投產(chǎn)，工程綜合自主化率達到100%。該工程創(chuàng)造了20項世界第一，形成國際、國家、行業(yè)標準11項。

管得好 高效運行點亮萬家燈火

“巡線工是電網(wǎng)系統(tǒng)中最辛苦最枯燥的工種。”說起巡線工作，入選“云嶺首席技師”的南方電網(wǎng)云南送變電公司運檢高級技師趙紅偉可能是最有發(fā)言權(quán)的人之一。戴上“智能預(yù)警安全帽”，跟著趙紅偉一行人巡查位于昆明安寧市的500千伏漫昆線，讓初次接觸巡線的記者安心不少。

在巡線過程中，在空中盤旋并不時靠近鐵塔的無人機吸引了記者的目光。南方電網(wǎng)超高壓輸電公司昆明局輸電管理所機巡班班長陶雄俊表示，原先4個工人一部汽車一天能夠巡線5公里，如今經(jīng)過他們對無人機電池和飛行參數(shù)的優(yōu)化，單臺無人機一次能夠飛行4至5公里，讓巡線工作的效率和精度有了不小的提升。

除了日常運維中的各種技術(shù)故障和突發(fā)事故，氣象災(zāi)害也是保障電網(wǎng)安全高效運行面臨的嚴峻挑戰(zhàn)之一。2008年年初的那場雨雪冰凍災(zāi)害，至今仍讓南方電網(wǎng)貴州電力科學(xué)研究院黨委書記謝百明印象深刻。“黔南州州府都勻市經(jīng)歷了近兩周的斷電，幾乎成了‘孤島’。那次冰災(zāi)對貴州電網(wǎng)的打擊可以說十分沉重，也使我們不得不深刻總結(jié)反思。”謝百明說。

在位于貴州省六盤水市梅花山的南方電網(wǎng)防災(zāi)減災(zāi)重點實驗室，南方電網(wǎng)貴州電力科學(xué)研究院高壓所主任馬曉紅向記者介紹，2008年以后，南方電網(wǎng)完成了由抗冰搶險向防冰保電的轉(zhuǎn)變，在覆冰監(jiān)測預(yù)警能力的提升和交、直流融冰裝置的保障下，保證了貴州電網(wǎng)在之后歷次冰災(zāi)中的安全穩(wěn)定運行。

中國工程院院士、南方電網(wǎng)專家委員會主任委員李立浧表示，除了進一步推動直流輸電技術(shù)的發(fā)展和突破，智慧電網(wǎng)和透明電網(wǎng)也是南方電網(wǎng)未來技術(shù)發(fā)展的重要方向。

“100毫秒定位故障、0.4秒隔離故障、2秒恢復(fù)非故障區(qū)域供電”的配網(wǎng)自愈技術(shù)，讓位于廣東佛山的廣東金融高新技術(shù)服務(wù)區(qū)的年平均停電時間少于5分鐘。而全國首個省地一體化調(diào)度操作機器人，以及世界首個復(fù)雜電網(wǎng)“智能機器調(diào)度員（AO）”系統(tǒng)，讓電網(wǎng)變得可感知、更智慧，一張圖管理，一盤棋統(tǒng)籌的電網(wǎng)調(diào)度改變了以往“圖紙+電話”的“盲”調(diào)時光。

南方電網(wǎng)公司董事長、黨組書記孟振平表示，2018年南方電網(wǎng)西電東送電量2175億千瓦時，與2002年南方電網(wǎng)成立初期相比，躍升近10倍。南方電網(wǎng)將認真貫徹新發(fā)展理念，堅決落實國家西電東送戰(zhàn)略。