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近期,國家發展改革委核準批復哈密至重慶±800千伏特高壓直流輸電工程。據悉,該工程起點位于哈密市巴里坤縣,落點位于重慶渝北區,線路全長約2290千米,設計輸電能力800萬千瓦,配套電源規模為1420萬千瓦,其中火電400萬千瓦,風電700萬千瓦、光伏300萬千瓦、光熱20萬千瓦,另配建10%~20%裝機的儲能裝置。工程建成后每年可向重慶市輸送電量400億千瓦時以上,其中新能源電量占比50%以上。
伴隨新能源大基地的建設,新能源消納問題也越發明顯,特高壓工程可以解決清潔能源的遠距離輸送問題。我國的特高壓建設已經進入快速發展的高峰期,未來必將乘能源結構轉型的“東風”,加速發展。
又一特高壓獲批
哈密至重慶±800千伏特高壓直流輸電工程,第二次信息公示信息顯示的工程簡況如下:
新疆維吾爾自治區是實施西部大開發的重點地區,是我國向西開放的重要門戶,也是全國重要的能源基地和運輸通道。哈密市地處新疆能源基地最東部,煤炭資源和清潔能源資源豐富,能源基礎設施完善,開發優勢明顯,具備向中東部負荷中心地區送電的條件。
重慶市作為我國中西部地區唯一的直轄市,一次能源相對匱乏,后續開發能力不足,能源供需矛盾突出,電力保障長期處于緊平衡狀態,“十四五”期間存在一定的電力缺口。為落實國家《“十四五”電力發展規劃》,促進新疆維吾爾自治區能源資源開發,帶動哈密市能源產業發展,加快資源優勢向經濟優勢轉變,助力邊疆地區鞏固脫貧攻堅成果;同時滿足重慶市需要穩定、可靠、持續電力支撐的需求,切實推動重慶市多元化電力保障體系構建,促進直轄市經濟社會高質量發展,國家電網有限公司擬建設哈密-重慶±800kV特高壓直流輸電工程(以下簡稱“本項目”)。
本項目的建設符合我國能源“西電東送”整體電力流向,是合理利用資源,實現能源資源更大范圍優化配置的需要,是推動沙漠、戈壁、荒漠地區新能源基地開發的有效手段,也是我國兌現“碳達峰、碳中和”承諾的重要保障措施。項目的建設既可以促進新疆維吾爾自治區能源資源的開發,又可以滿足重慶市電力負荷增長需求,具有重要意義。建設項目的特點及概況為減少損耗,提高輸電效率,本項目采用直流輸電方式送出,額定電壓±800kV,額定功率8000MW,項目具有電壓等級高、輸送容量大、輸電距離遠等特點。
本項目主要建設內容包括:新建送端±800kV哈密北換流站(以下簡稱“哈密北換流站”,含配套送端接地極和接地極線路工程、66kV換流站站外電源工程、10kV接地極電源線路工程);新建受端±800kV重慶換流站(以下簡稱“重慶換流站”,含配套受端接地極和接地極線路工程、35kV換流站站外電源工程、10kV接地極電源線路工程);新建哈密-重慶±800kV特高壓直流輸電線路工程以及配套線路改造和遷改工程,其中直流輸電線路路徑長度約2300.4km,配套±800kV天中線和±1100kV吉泉線永久改造線路路徑長度合計約0.8km,配套110kV、220kV、330kV、750kV永久交流遷改線路共9條,路徑長度合計約18.1km。
本項目起于新疆維吾爾自治區哈密市巴里坤哈薩克自治縣的哈密北換流站,止于重慶市渝北區的重慶換流站。途經新疆維吾爾自治區、甘肅省、陜西省、四川省、重慶市,項目涉及5個省級行政區,16個地級市行政區,46個區縣。
特高壓建設迎新高峰
去年8月3日,國家電網發布全力推進重大項目建設情況,明確將加快特高壓、超高壓、抽水蓄能等項目建設。1-7月,國家電網完成電網投資2364億元,同比增長19%。目前在建項目總投資8832億元,其中110千伏及以上電網和抽水蓄能電站3299項。到年底前,國家電網預計再完成近3000億元電網投資,開工一大批重大工程,項目總投資4169億元。其中,110千伏及以上電網和抽水蓄能電站1173項,屆時在建項目總投資有望創歷史新高,達到1.3萬億元,帶動上下游產業投資超過2.6萬億元。
可以看出,國家電網2022年電網投資額5364億元,首破5000億元,高出今年年初計劃的5012億元,投資額漲幅7.02%,達歷史最高水平,同比增長16.48%。
電網投資一直是穩增長的重要方式,是逆周期調節的重要環節,既能拉動上下游產業鏈企業,滿足日益增長的電力需求,又為跨區跨省電力交易提供保證。特高壓工程是國家電網的投資重點,將迎來又一輪建設高峰。
特高壓是指±800千伏及以上的直流電和1000千伏及以上交流電,可提升電網遠距離輸電能力。去年1-7月,國家電網福州-廈門、駐馬店-武漢特高壓交流開工建設,白鶴灘-江蘇特高壓直流竣工投產。國家電網表示,將建成投產南陽-荊門-長沙、荊門-武漢特高壓交流等工程,計劃陸續開工建設金上-湖北、隴東-山東、寧夏-湖南、哈密-重慶直流以及武漢-南昌、張北-勝利、川渝和黃石交流“四交四直”八項特高壓工程,總投資超過1500億元。
國家電網表示,將加快推進“一交五直”等特高壓工程前期工作,爭取早核準早開工。加快推進大同-天津南交流以及陜西-安徽、陜西-河南、蒙西-京津冀、甘肅-浙江、藏電送粵直流等“一交五直”六項特高壓工程前期工作,總投資約1100億元。截至去年8月份,國家電網已累計建成29項特高壓輸電工程,跨區跨省輸電能力超過2.4億千瓦。
國家電網董事長辛保安在《求是》雜志發布署名文章稱,“十四五”期間,國家電網計劃投入電網投資2.4萬億元,大力推進新能源供給消納體系建設。
特高壓對變壓器提出新要求
隨著各地電力改革探索不斷深入,國家推進電力試驗變壓器市場化改革與發展的堅定決心已經彰顯出來。新一輪電改意義重大,務必軟硬兼施:軟的層面,應從制度上以價格的自由競爭為改革核心,放開兩邊,管住中間的層面,應從電力試驗變壓器技術上以特高壓電網和儲能產業的發展為代表,為電能自由交易、輸配奠定物理基礎。
過電壓的深度限制為降低變壓器的絕緣水平奠定了技術基礎。根據系統過電壓水平,分別確定了特高壓的絕緣水平為雷電2250kV、操作1800kV、工頻1100kV(5min)。
特高壓變壓器的設計通過全場域分析方法,對變壓器內部各部位進行電場分析。作為判斷依據,各部位許用場強的選擇直接關系到其分析對象的絕緣裕度控制以及變壓器的可靠性。許用場強選擇過大,變壓器絕緣設計結果將無法滿足運輸限界對于變壓器尺寸的要求;許用場強選擇過小,將無法有效控制變壓器局部放電發生,甚至出現絕緣擊穿。特高壓變壓器在長期運行電壓下的絕緣性能主要取決于其內絕緣的局部放電水平。
根據經驗,試驗期間局部放電概率遠低于2%。對于重要設備,局部放電的概率應控制在0.1%-0.2%的水平,并由此確定試驗電壓Ut和試驗時間tt。許用場強的選擇在結合以往電壓等級變壓器和特高壓變壓器模型試驗研究相關數據的基礎上,選擇局部放電概率為1‰時的電場強度允許值作為相關判據。
另外,由于特高壓變壓器單柱線圈容量較大,致使線圈、鐵芯等相關結構尺寸大。這就導致在高電位的線圈、引線等部位,與地電位如箱壁、鐵芯之間存在著大量油隙距離大的區域,包括柱間1000kV引線到箱壁,500kV連線到箱壁等。這在其它電壓等級的變壓器設計中是不存在問題的。必須在結合工藝加工能力的基礎上,對該類油隙進行分隔處理,以避免大油隙擊穿場強的飽和特性對絕緣可靠性的影響。
電力價格市場化改革,從制度上使電力市場有效競爭與自由交易成為可能。而特高壓電網和儲能產業,則事關電能的流通與儲存,是電力市場、自由交易的物質基礎。因此應大力發展電力試驗變壓器以搭建電能的輸配網絡,并嘗試從應用端入手刺激儲能產業發展,構建電能的低成本中轉站。
來源:北極星輸配電網,呼倫貝爾新聞,國研中電
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