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白鹤滩的水 点亮浙江的灯

发布时间: 2022-11-28 14:32:21 来源: 杭州日报 记者 郑晖 绘图 严艺峰 韩京雷

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  全长2140.2公里,途经重庆、湖北、安徽,从白鹤滩到浙江……西电东送,±800千伏特高压直流输电线路,已经跨越最险峻的路段,正式落地。

  白鹤滩—浙江±800千伏特高压直流输电工程是落实“西电东送”国家战略的重点工程,送端连接目前世界在建最大水电站——白鹤滩水电站,受端位于杭州临平区浙北换流站。其中浙江段线路长度113.95公里,新建铁塔234基。工程整体投产后,浙江每年将可接收来自白鹤滩水电站超过235亿千瓦时的“巴蜀绿电”,相当于每年可减少1800余万吨的碳排放,也相当于种了11.25万棵树。

  白鹤滩的电力输送到浙江,浙北换流站是接收电力的最后一站。

  周志超,正高级工程师,获得过国家发明专利16项、实用新型专利21项、软件著作权1项,也是白鹤滩—浙江±800千伏特高压直流输电工程浙北换流站设计项目总牵头人。

  跨越两千多公里的“步步精心”

  “要不要和我一起,去见证来自白鹤滩的第一度电?”浙北换流站带电运行前,周志超向妻子发出邀请。最近,他常常去换流站转转,看看现场有没有什么问题,为工地带电调试不断“排雷”。

  历时五百多个日夜,浙北换流站交流系统调试工作全部结束,正式进入带电运行阶段,标志着该站实现与浙江电网相连。不久后,杭州人民将会用上来自白鹤滩的电。

  “对于超长距离的电力输送,换流站是其中的‘制高点。’”周志超的案头放着满满几百册换流站的图纸,每一张他都要亲自把关。“从白鹤滩输送过来的电,是直流电。而我们日常生活中使用的电,是交流电。把直流电变成我们能用的交流电,靠的就是换流站。”

  来自金沙江的清洁电能,穿越2000余公里,到达中国东部,用时不到1秒。

  “特高压”在技术上,是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上交流电的电压等级输送电能。而在周志超的理解中,工程量也是“特高压”——

  ±800千伏特高压换流站主要分为四大区块:直流场、换流区、交流配电装置区、交流滤波器区域。浙北换流站,作为一座受端换流站,其直流场的作用是将白鹤滩水电厂送出到浙江的8000MW直流电分配为4份2000MW的电能,分别接入4座换流阀厅。一个阀厅里配置6个阀塔,一共配置了24个阀塔。

  换流区为直流电转换为交流电的核心功能区,主要由换流变压器及换流阀组成,换流阀的核心器件为晶闸管。在电路中,直流电的波形是一条直线,交流电的波形是正弦波。换流阀的作用就像大剪刀,先把直流电的直线波剪切为小段,再拼接成交流电的正弦波输出。

  神速需要“神器”。晶闸管,一种半控型功率器件,特高压换流阀的基本器件,相当于人体的心脏,多个晶闸管原件串联,就可以将直流电流,变为交流电流。

  “我们就是要把停留在纸面上的构想,变成现实。”穿梭在基建现场验收设备,晚上带着同事一起研究图纸,每一步都需要“步步精心”。从图纸到现实,从螺丝钉到晶闸管,从钢板的选择,到技术的攻关,不仅倾注着老周和团队的全部精力,同样也汇聚了全行业的生命之能。

  “说这个工程‘特高压’一点也不夸张,因为它很复杂。”老周介绍说,工程不是没有难点:

  参建单位13家,工地上施工人员最多时有1000多人;

  重要设备供应商130家;敷设的电缆和光缆近2000公里;设备类型涉及几百种,电缆和光缆的数量达到15000根;采集将近10万个信号量和控制量……

  所有因素、人员整合到一起,最大的难点就是——不出错!

  “如果这个换流站出现故障,对送端来说800万千瓦的电力无法送出,只能弃水,对国家是重要的能源损失;1小时是800万度电的损失;对受端来说一下失去800万千瓦的电源,工业和居民用电会受到冲击,可能出现大范围停电限电。”尽管工程接近尾声,周志超仍倍感压力,“为了保证工程质量,需要设计近1.5万张图纸,仅仅是控制方面的图纸就达8000张,需要核对2000多条反事故措施。”

  用电量是经济的“晴雨表”,而早在2021年就开始建设的浙北换流站,是浙江省布局电力的一个缩影,也是浙江经济发展前瞻性的体现。

  今年夏天的持续高温,全国20个省份的用电负荷,都突破历史极值。杭州全社会用电负荷创下今年新高,大到1704万千瓦。

  “换流站建起来了,杭嘉湖的市民就可以用上来自金沙江的清洁能源了。”

  “我们从追赶者成为领跑者”

  “白鹤滩的水,点亮浙江的灯。就像张北的风,点亮北京的灯。”浙北换流站,不是周志超的第一个工程,他牵头设计的近十个换流站中,位于河北张家口的张北换流站,是他职业生涯中的得意之作。

  张北柔直工程的建设,可以说是一场科技与绿色有关的探索。这是在北京冬奥会开幕前便被交口称赞的浪漫故事,也是中国“绿色奥运”庄重承诺的重要组成部分。

  张北柔直工程即张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程,是世界首个实现直流电网构建的重大科技示范工程,筑起了北京冬奥绿色电能输送的主通道。

  在以老周和他的团队为代表的电力人努力下,该工程创造了“世界上第一个真正具有网络特性的直流电网”“世界上第一个实现风、光和储能多能互补的直流电网”“世界上最高电压等级最大容量的柔性直流换流站”等12项世界第一。

  “如果说超高压的时代是西方技术的时代,那么特高压时代,就是中国的时代。”高压直流输电技术诞生于国外,美国、前苏联、日本、意大利也曾建成交流特高压试验线路,进行了大量的交流特高压输电技术研究和试验,但是最终都没有投入长期运行。

  目前±800千伏特高压换流站仅在中国和巴西建成投运。中国是唯一一个完全掌握特高压全部核心技术、形成行业标准并向外输出了特高压技术的国家,可以说特高压世界标准是由中国定义的。巴西的美利山直流就是中国特高压直流技术向外输出的典型。

  中国的能源聚集点和用电中心相隔千里、能源与生产力布局逆向分布的难题,因为超远程特高压输电技术的突破有了解决之道。

  “目前我们换流站里的设备,都由中国自主研发制造。国产核心元件研制的攻关,让大容量、长距离的能源输送有了保障。”作为电力人,这是周志超颇为自豪的,“我们从原来的追赶者,成为现在的领跑者。”

  事实上,除了牵头国内一些换流站的工程设计外,老周的手头还有远在孟加拉国的十余所变电站在建,他还需随时准备远赴国外。

  “张北换流站、浙北换流站的设计建造,让我们有了经验以后,可以成为模式,建造更多的换流站。”周志超现在另一个工作重心放在了团队建设上,“我希望有更多年轻的、优秀的电力人加入到这个团队中来,毕竟一个人的力量非常有限,电力事业需要后继有人。”目前,他们50人的团队中,有相当一部分是90后,他们越来越成熟,正在一步一步走向时代的舞台中央。

  打开一盏灯,千百度电,点亮千万里。每一度,度过风云与时光,度过电力人的设计、铺陈和建设;千百度的光与明,从纸面到现实,从金沙江的水到浙江人民家中的灯,正是千千万万个电力人在一步一步试、一米一米建、一代一代升华递进中完成的。

编辑: 赵烨
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