文/ 金 磊 萬炳才

特高壓輸電的研究最早始于上世紀60年代。美國、前蘇聯、日本、意大利均建設了特高壓試驗站和試驗線段。然而,出于經濟有效性的考慮,這些國家終止了對特高壓輸電技術的研發,沒有形成技術標準體系,所以我國研發特高壓輸電,無法采用類似于高鐵、核電那樣的引進技術進行二次創新的技術路線,只能從無到有,自主研發。2004年,國家電網有限公司正式提出研發特高壓技術,僅僅5年之后,第一個特高壓工程便投入運行。
15年前,正值我國經濟快速增長的關鍵時期,電力需求持續較快增長,需求重心長期位于中東部地區,而煤炭、水利、風能和太陽能等能源資源主要分布在我國西北部地區,大型能源基地與中東部負荷中心之間的距離達到1 000 km~3 000 km,超出傳統超高壓輸電線路的經濟輸送距離。電力生產和消費地區不均衡的情況極為突出,電力輸送壓力日益加劇,迫切要求實現經濟高效的電力可大規模送出。特高壓輸電,恰恰可以解決這一難題。
所謂特高壓輸電,通常是指1 000 kV及以上的電壓等級交流輸電網和±800 kV及以上電壓等級直流輸電。特高壓輸電有4個特點:
1 000 kV特高壓交流輸電線路輸電能力接近5 000 MW,約為500 kV輸電線路的5倍?!?00 kV特高壓直流輸電能力達6 400 MW,是±500 kV高壓直流的2.1倍。
在輸送相同功率的情況下,1 000 kV特高壓交流輸電線路最遠的經濟送電距離為1 500 km,約為500 kV交流輸電線路的3倍。采用±800 kV特高壓直流輸電,使超遠距離送電成為可能,經濟輸電距離可達到2 500 km及以上。
在導線總截面、輸送容量均相同時,1 000 kV特高壓交流輸電線路電阻損耗是500 kV的25%,±800 kV特高壓直流輸電線路的電阻損耗是±500 kV的39%。
1 000 kV特高壓交流輸電線路的走廊寬度為81 m,單位走廊輸送能力為62 MW/m,約為500 kV交流輸電線路的3倍?!?00 kV、6 400 MW直流輸電線路的走廊寬度約76 m,單位走廊寬度輸送容量為84 MW/m,是±500 kV、3 000 MW的1.29倍。
建設特高壓輸電工程,實現環境友好、能源跨區、靈活調配和資源節約型輸電網絡,具有重大的科學與技術意義,是西電東送戰略的必然選擇。目前,我國的特高壓輸電填補了國內外的技術空白,具有全球領先的技術優勢,擁有完全的自主知識產權,行業標準水平高于國際標準。
美麗山二期項目是國家電網首個在海外獨立投資、建設和運維的特高壓輸電項目,也是我國特高壓輸電技術、裝備和工程總承包“走出去”的標志性工程。美麗山二期項目的成功實施,標志了中國特高壓輸電技術、規范和標準在全球范圍內進入實質性應用階段,是國家電網助力推進“一帶一路”倡議和國際產能合作的重要實踐。
美麗山二期項目是巴西基礎設施領域的重點工程,將把巴西北部豐富的清潔能源輸送到里約州、圣保羅州等東南部負荷中心,解決長期困擾巴西遠距離能源輸送的難題,帶動巴西電源、電工裝備和原材料等上下游產業發展。該項目還將有力服務巴西電力工業的發展,促進巴西北部水利資源的開發和利用,支撐巴西經濟社會可持續發展。
華東送變電工程有限公司(以下簡稱“華送”),隸屬中國國家電網上海電力公司,是美麗山二期項目的重要參與者,也是上海標準“走出去”的先行者。早在20年前,華送就把腳步踏向了海外市場,先后參與了巴基斯坦、赤道幾內亞、肯尼亞、埃塞俄比亞、科特迪瓦、巴西、土耳其等國家的輸變電工程或城網改造項目的施工任務,在項目管理、工藝技術方面積累了豐富的經驗。
近年來,為貫徹落實“一帶一路”倡議和打響上?!八拇笃放啤钡葒液蜕虾V卮髴鹇圆渴?,華送聚焦具有國際領先水平和核心競爭力的優勢領域,系統性地提煉和總結先進技術、管理及工作經驗和成果,研制企業標準,形成可復制的海外施工項目標準體系。在巴西美麗山±800 kV特高壓直流送出二期欣古換流站項目中,華送主要承擔了雙極閥廳設備安裝、部分場區單體調試、全站分系統調試及全站土建、電氣技術指導工作。
由于環境差異,海外項目中很多細節與國內施工有所不同。例如所有國產電氣設備均采用集裝箱海運方式到達現場,大件吊裝平臺和設備都必須現場重新組裝。為了確保運輸安全穩定,設備商家必須加強木箱包裝及防潮措施。重新安裝過程要求達到三個“零”,即室內零灰塵、螺絲零松動、尺寸零偏差。但木箱包裝開啟必然會產生粉塵。為達到安裝要求,根據華送企業標準規定,工人們每天開工前都會采用粉塵測試儀進行粉塵測量,溫度濕度同步記錄,達到要求才會開始安裝。安裝過程中,對所有螺絲螺栓安裝進行全過程質量監控,登記造冊,防止松動或遺漏。閥模塊的檢驗也要做到全面和徹底,逐個外觀檢查和進行酒精擦拭,對于光線不好的地方,采用強光手電輔助檢查。
結合華送目前執行的相關國家標準、行業標準、國家電網企業標準等,系統性梳理項目實施過程中發現的問題,編制可復制、可推廣的特高壓換流站分系統調試的海外項目標準體系,可以為我國企業在開展類似海外項目時,規避工程項目實施過程中的合規風險提供借鑒,從而大大提高工程建設效率。
華送標準是上海的企業標準,響應了國家“走出去”戰略和標準“領跑者”制度的號召,將上海企業的標準推向了世界。