131億千瓦時!這是青海—河南±800千伏特高壓直流工程(簡稱“青豫特高壓”)啟動輸電一周年，交出的成績單。

2020年7月15日，世界上首條主要輸送風光新能源的青豫特高壓開始輸電。業(yè)內專家表示，青豫特高壓平穩(wěn)輸電一周年，標志著中國特高壓輸送新能源電力的安全性、穩(wěn)定性保障邁上新臺階。

特高壓輸電技術是指交流1000千伏、直流±800千伏及以上電壓等級的輸電技術，與較低電壓輸電方式相比具有長距離、大容量、低損耗、節(jié)約土地資源的優(yōu)勢。

2009年初，中國首條特高壓輸電工程投運，標志著中國電力輸送技術達到世界領先水平。目前，中國特高壓技術也已應用在巴西美麗山特高壓輸電項目中。

地處黃河、長江和瀾滄江發(fā)源地的青海，太陽能、風能資源得天獨厚，但因本地電力消耗有限，長期面臨清潔能源消納難的問題。位于中國中部地區(qū)的河南，人口密集、產業(yè)聚集，長期面臨較大供電缺口，需要外地輸電保障。

為解決青海清潔能源消納難、河南用電缺口保障難的問題，2018年11月，青豫特高壓開工建設。這條特高壓線路，起于青海省海南藏族自治州，止于河南省駐馬店市，線路全長1563千米。突破一系列施工難題，去年7月15日，青豫特高壓實現(xiàn)雙極低端系統(tǒng)帶電投運。

“風光無限好，只是難駕馭。”安全性和穩(wěn)定性是風電、光伏新能源大容量、長距離輸送的世界性難題。

“新能源直流特高壓運行中，最擔心出現(xiàn)類似跳閘的雙極閉鎖情況，會在極短時間內出現(xiàn)電壓大幅波動。”國網(wǎng)青海電力公司調度員盧國強說，光伏和風機遇到電壓大幅波動時會自動脫網(wǎng)，“大量電源集中脫網(wǎng)，意味著電力輸送瞬時驟減，導致大面積停電造成安全事故”。

青海省海南藏族自治州共和縣光伏產業(yè)園的一處塔式光熱發(fā)電項目。新華社記者 張曼怡 攝

太陽能、風能時有時無、時大時小，發(fā)電間歇性特點突出，很難滿足規(guī)律而穩(wěn)定的電力需求。國網(wǎng)青海電力公司發(fā)展策劃部副主任劉慶彪打了個比方：特高壓就像一葉舟，過去主要輸送穩(wěn)定可調節(jié)的火電、水電，而青豫特高壓主要輸送“活蹦亂跳”的風光新能源，最高時占比超過90%，舟上負載極不穩(wěn)定，“要保證平穩(wěn)運行不翻船，難度可想而知”。

圍繞青豫特高壓的安全穩(wěn)定運行需求，中國電力研究者經(jīng)過系統(tǒng)論證，最終確定采取“新能源+分布式調相機+儲能”技術路線予以破解。

“調相機是穩(wěn)定電網(wǎng)電壓的重要電力裝置。”哈爾濱電機廠副總經(jīng)理李春廷說，盡管大型調相機技術已相對成熟，但要研發(fā)用于保障電能質量的分布式調相機，“難度相當于從過去聽音樂常用的大型收錄機，研制出全世界首臺小型‘隨身聽’”。

接到青豫特高壓的研制需求，哈爾濱電機廠等企業(yè)迅速組織專業(yè)隊伍投入研發(fā)，在不到8個月時間內完成世界首臺分布式調相機的設計、制造和驗證，為青豫特高壓配套電源增添穩(wěn)定的“安全罩”。

為解決風光新能源穩(wěn)定性問題，青豫特高壓的建設運營方基于青海“風光”資源特點，按2:1比例優(yōu)化光伏和風電裝機布局配比，白天以光伏為主，晚上以風電為主，形成風光互補格局。

同時，青海省還探索將部分儲能電站接入大電網(wǎng)，實現(xiàn)儲能共享化，在出現(xiàn)新能源消納難時集中充電，需要調峰時放電。業(yè)內人士介紹，目前青海正在規(guī)劃建設100萬千瓦電化學儲能站、總裝機容量240萬千瓦的抽蓄儲能電站。隨著這些項目落地，風光新能源的穩(wěn)定供電難題將得到進一步化解。

“青豫特高壓建設運行中，分布式調相機的成功研制，共享式儲能電站平穩(wěn)運行，意味著今后運行100%輸送風光新能源的直流特高壓，也不存在任何安全技術障礙。”中國電力科學研究院高級專家李志強說。

特高壓技術新突破，將有助于大面積實施清潔能源替代。青豫特高壓運行一周年來，如今每天從青藏高原向中原大地輸送3000萬千瓦時綠電，支撐青海光伏、風力發(fā)電利用率保持在95%左右，同時有效緩解河南省的電力供應緊張難題。

隨著配套電源建設，青豫特高壓預計到2023年底可實現(xiàn)滿功率運行。屆時這條電力“高速公路”每年將輸送綠電412億千瓦時，相當于1/3個三峽大壩的發(fā)電量，約占目前河南省年用電量的1/8。

這些清潔能源相當于替代原煤1800萬噸，能減排煙塵1.4萬噸、二氧化硫9萬噸、氮氧化物9.4萬噸、二氧化碳2960萬噸。

國網(wǎng)經(jīng)濟技術研究院輸電網(wǎng)規(guī)劃中心主任工程師蔣維勇表示，青豫特高壓相關探索突破，能有效破解風光新能源分時段消納、遠距離輸送等系列難題，將為穩(wěn)步提高新能源在能源結構中占比、助推電力領域“碳達峰、碳中和”帶來示范效應。(記者：李勁峰、駱曉飛、解統(tǒng)強、耿輝凰)