3月29日,位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,該工程由南方電網廣東廣州供電局承建。大灣區直流背靠背工程是世界上最先進的新一代柔性直流背靠背工程,實現了具備異同步聯絡、容量最大并在直流多饋入負荷中心分區互聯等多項世界領先技術。

位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為站址航拍。(彭萊攝)位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為站址航拍。(彭萊攝)

  化解三大電網難題

  預計將支撐西電東送電量不低于1883億千瓦時

  目前,大灣區直流背靠背工程主要分為兩個部分:一是廣州工程,連接珠西北區域電網、珠東北區域電網;二是東莞工程,連接珠西南區域電網、珠東南區域電網。大灣區直流背靠背整體工程將于5月30日投產。

  系列工程建成后,將從根本上化解廣東電網短路電流超標、多直流落點風險、大面積停電三大問題,顯著提升廣東電網電力供應和配置能力。預計2022年將支撐西電東送電量不低于1883億千瓦時,廣東省東西部電力交換能力由410萬提升至1000萬千瓦。

  “這是世界上第一個把柔性直流用到解決系統安全穩定運行方面的項目。廣州、東莞工程建成以后,可以系統性地解決短路電流超標的問題,給電網的安全穩定提供支持?!敝袊こ淘涸菏?、南方電網公司專家委員會名譽主任委員李立浧表示。

  這也標志著,南方電網公司在柔直技術領域繼實現并掌握其在主電網應用、特高壓多端柔性直流技術后,再次在控制系統方面實現長足進步?!皬V東電網將成為一個異同步電網,這是世界上第一次用這個名字,對世界電網的發展都很有意義?!崩盍普f。

  大電網“變身”多個小電網

  為電網安全穩定運行提供重要支撐

  粵港澳大灣區是我國開放程度最高、經濟活力最強的地區,同時也是華南電力負荷最為集中的區域——珠三角地區負荷占廣東全省負荷的77%。

  同時,隨著國家“雙碳”戰略的推行,具有隨機性、間歇性、波動性特征的新能源將大規模并網,分布式能源系統、電動汽車、儲能等交互式能源設施廣泛接入,將從發輸配用各個環節深刻影響電力系統運行。

  直流受電規模高、負荷密度大、500千伏電網密集、新能源大量接入,都讓電網存在一定的風險。

  其一是距離短,500千伏變電站與輸電線路特別密集,極易造成電網短路。其二是規模高,作為我國接受西電東送規模最大的省級電網,一旦“支流”堵塞,就會造成“干流”水位暴漲,最終“洪水泛濫”。

  連接不同區域電網的柔性直流背靠背工程,為廣東電網安全穩定運行提供重要支撐。

  工程建成后,在大灣區內部,原本連成一片的大電網將分解為多個不同步的小區域電網,彼此之間有“防火墻”避免“火燒連營”:一個小區域出現故障,可以快速隔離,將停電控制在小區域。在大灣區外部,還將在粵東、粵西之間建設柔性直流背靠背工程,實現廣東東西互聯,再將大灣區電網、粵東、粵西分割成三個彼此聯通、但互不影響的區域電網。

  “就是把交流電力系統通過直流實現相互獨立聯網,就像‘背靠背’的兩個人平時‘彼此支援’,遇到無法排除的故障‘隨時放手’,避免大面積停電?!睆V東電網基建部總經理龐鵬介紹。

位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為500千伏GIS出線跳線安裝(李悅攝)位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為500千伏GIS出線跳線安裝(李悅攝)

  IGBT器件國產化比例大幅提升至50%

  實現一系列技術突破與創新

  大灣區直流背靠背廣州工程于2020年12月30日開工建設,總投資約42.5億元,僅用了15個月就完成施工。

  該工程項目經理朱博介紹,施工現場施工人員長期超過1000人,最高峰達1500人。交叉作業多、施工人員多、施工面廣,防疫及安全管控難度大,同時常態化落實防疫要求,為整個項目部帶來了挑戰。

  廣州供電局首次創新性地開展業主項目部與生產準備組、物資管理專員聯合辦公,加快現場問題協調,高效有序推進工程建設,確保工程按期投產。

  在項目部的精心組織策劃下,工程順利完成世界電網行業最大尺寸鋼結構吊裝,1年完成土建施工,39天完成全部4個閥廳換流閥段安裝。

位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為環流閥安裝(朱博攝)位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為環流閥安裝(朱博攝)

 

位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為換流閥閥塔附件安裝(彭萊攝)位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為換流閥閥塔附件安裝(彭萊攝)

 同時,該工程實現了一系列技術突破與創新。工程擁有世界上控制鏈路延時最短的柔性直流換流站。與交流電網發生高頻諧振是柔性直流的重要運行風險,工程把鏈路延時控制在200微秒以內,是世界最低水平,結合控制策略優化,能夠有效消除工程面臨的諧振風險。

位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為換流閥閥塔附件安裝(彭萊攝)位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為柔直變安裝(李志杰攝)
位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為換流閥閥塔附件安裝(彭萊攝)位于廣州增城的大灣區直流背靠背廣州工程完成施工,圖為換流閥安裝(彭萊攝)

  另外,本工程應用水冷柔直變等新技術,使工程聲環境指標不超過48.5分貝,達到國際領先水平,打造“超靜音”換流站。工程邀請曾設計新白云機場的陳雄設計師團隊對外立面進行優化設計,實現建筑功能與形象外觀的高度結合,打造具有識別性的整體環境形象,與周邊居民環境充分融合。

  值得一提的是,廣州工程還首次實現工程應用絕緣柵雙極型晶體管(以下簡稱IGBT)器件國產化比例大幅提升至50%,徹底解決以往工程中IGBT進口依賴的難題。朱博介紹道,IGBT是能源變換與傳輸的核心器件,被譽為電力電子裝置的“CPU”。

  南方電網公司的技術攻關團隊在國內首次研制出了全國產柔性直流換流閥閥段,實現了柔性直流換流閥核心組件包括IGBT、電容器、IGBT驅動板、二次板卡芯片的完全自主可控,并在大灣區直流背靠背廣州工程實現首次試用。

  以堅強堡壘鑄就大國重器

  黨建引領打造特色品牌

  走進大灣區直流背靠背廣州工程現場,一臺印有“流動黨建陣地”的小黃車格外引人注目,這臺長約9.6米的展覽車的內部,入黨誓詞、黨的十九大和十九屆歷次全會精神,及黨建工作的系列規章制度等均懸掛在醒目位置,同時擺放的還有黨建書籍、刊物。

  “麻雀雖小五臟俱全,車里創新配備了‘智慧黨建盒子’,通過它黨員們足不出戶即可觀看黨史相關圖片及講解,觀看全國300多個黨員教育基地的全景內容和權威講解,同時可觀看紅色電影?!蹦戏诫娋W廣東廣州供電局黨建部副主任黎剛介紹道。

  不僅僅是“流動黨建陣地”,廣州工程臨時黨支部弘揚“胸懷大局,迎難而上,自立自強,勇攀高峰”精神,打造了以“以堅強堡壘鑄就大國重器”為主題的特色黨建品牌。

  項目部成立5支黨員突擊隊,共60余名黨員,以小支部推動大工程建設,在春節期間也不打烊,堅守在崗位上度過了虎年春節,切實發揮黨組織對基建工作引領帶動作用和黨員先鋒模范作用。

  同時,項目部還在建設單位、監理單位、各施工單位設立黨員示范崗;根據工程特點,劃分7個黨員責任區,黨員帶頭攻堅克難,確保工程現場全覆蓋管理。

  此外,廣州工程臨時黨支部通過開展全過程勞動競賽、工匠大講堂技術交流、支部共建研究等,發揮黨建引領作用,這些“黨建+基建”的小創新,像是一枚精巧的繡花針,將一個個工程建設的現場連點成線,緊緊串聯起基層黨組織建設的“最后一公里”。(來源:廣州供電)