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国家电网建成两大世界级电网创新工程,献礼新中国成立70周年

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今天有重磅!

国家电网建成两大世界级电网创新工程

献礼新中国成立70周年

国家电网建成两大世界级电网创新工程,献礼新中国成立70周年

9月26日,随着国家电网有限公司董事长、党组书记寇伟宣布准东—皖南±1100千伏特高压直流输电工程、苏通1000千伏交流特高压GIL综合管廊工程竣工投运,标志着这两大世界级电网创新工程正式投入运行。

准东—皖南、苏通GIL综合管廊工程投运,是国家电网有限公司贯彻落实习近平总书记“四个革命、一个合作”能源安全新战略的生动实践。2014年6月,习近平总书记在中央财经领导小组第六次会议上提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,引领我国能源行业发展进入了新时代。党的十九大对我国能源转型与绿色发展作出了重大部署,强调加强电网等基础设施网络建设,推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳、安全高效的能源体系,持续实施大气污染防治行动,打赢蓝天保卫战。特高压电网是重大基础设施、能源网络和生态环保工程。作为关系国民经济命脉和国家能源安全的特大型国有重点骨干企业,国家电网加快建设“三型两网”世界一流能源互联网企业,进一步扩大“西电东送”“北电南供”规模。准东—皖南、苏通GIL综合管廊工程投运,是国家电网推进“三型两网”世界一流能源互联网企业建设的重要创新成果,在我国电力工业发展史上具有里程碑意义。两项工程均占据了当今世界输电技术各自领域的制高点,推动我国电工装备制造能力实现了新的飞跃,使我国能源大范围优化配置能力实现了重要提升。

国家电网建成两大世界级电网创新工程,献礼新中国成立70周年

1、准东—皖南工程

刷新了世界电网技术的新高度!

准东—皖南工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输电距离最远、技术水平最先进的直流输电工程,刷新了世界电网技术的新高度。准东—皖南工程起点位于新疆昌吉自治州,终点位于安徽宣城市,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽6省(区),新建昌吉、古泉2座换流站,换流容量2400万千瓦,线路全长3324公里。

国家电网建成两大世界级电网创新工程,献礼新中国成立70周年

工程投资407亿元,于2015年12月获得国家发改委核准。在成功突破±800千伏直流输电技术的基础上,国家电网组织国内外联合攻关,攻克了±1100千伏直流输电系统方案论证、超长空气间隙绝缘、过电压深度控制、电磁环境控制等世界级难题,实现了直流电压、输送容量、交流网侧电压的全面提升,直流电压等级从±800上升至±1100千伏,输送容量从640万千瓦上升至1200万千瓦,经济输电距离提升至3000-5000公里,每千公里输电损耗降至约1.5%,进一步提高输电效率,节约宝贵的土地和走廊资源。线路送端接入750千伏交流电网,受端高、低分层接入500千伏和1000千伏交流电网,安全稳定水平高,灵活性和适应性强,有力增强了我国在电工装备制造领域的核心竞争力。

2、苏通GIL综合管廊工程

实现了世界电网技术的新跨越!

苏通GIL综合管廊工程是世界上首次在重要输电通道中采用特高压GIL技术,是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、技术水平最高的超长距离GIL创新工程,实现了世界电网技术的新跨越。苏通GIL综合管廊工程是淮南—南京—上海1000千伏特高压交流工程的组成部分之一,工程采用敷设于管廊(隧道)中的两回(6相)1000千伏GIL(气体绝缘金属封闭输电线路),GIL管线总长近35公里,相当于20个特高压变电站GIS母线总长。

国家电网建成两大世界级电网创新工程,献礼新中国成立70周年

工程于2016年7月核准,2018年8月隧道全线贯通,2019年8月完成全部GIL设备安装。工程在苏通大桥上游1公里处穿越长江,隧道中预留了两回500千伏电缆以及通信、有线电视等市政通用管线。工程起于北岸(南通)引接站,止于南岸(苏州)引接站,隧道长5468.5米,盾构直径12.07米,是目前国内埋深最大、水压最高的大型水下隧道。围绕“一次投运成功、长期安全运行”目标,国家电网组织大规模联合攻关,攻克了高性能绝缘组部件研制、高场强下金属微粒运动特性抑制、GIL全管系柔性设计、高可靠度密封、故障精准定位等技术难题,在世界上率先掌握了特高压GIL输电全套技术,带动我国GIL输电技术装备水平全面升级,为跨江、跨海和人口密集地区的先进紧凑型输电储备了技术。

准东—皖南、苏通GIL综合管廊工程投运之后,清洁电力将实现更加可靠、高效、灵活地汇入华东特高压交流环网,对于优化能源配置、保障电力供应、防治大气污染、拉动经济增长、引领技术创新等具有显著的综合效益和长远的战略意义。

——————————

有哪些综合效益和战略意义?

一、促进西部、北部能源基地开发与外送。

我国西部、北部地区能源资源丰富,80%以上的能源资源分布在西部、北部,能源基地距离东中部负荷中心1000-4000公里,实施大规模“西电东送”“北电南送”是我国能源发展的重大战略。新疆能源资源丰富,是我国五大综合能源基地之一,具备同时开发煤电、风电、太阳能发电的条件。受输电能力、走廊资源的限制,新疆现有的输电通道已不能满足大规模电力外送需求。依托准东—皖南工程,可配套建设520万千瓦风电、250万千瓦太阳能发电及适当的煤电,将有力促进当地大规模能源基地开发,破解“窝电”困局,推进风电、太阳能发电、火电联合外送,提高资源利用效率,扩大清洁能源消纳范围,有力促进当地资源优势转化为经济优势,助力新疆长治久安和经济社会发展,成为连接西北与华东地区的“电力丝绸之路”。

二、保障华东地区电力安全可靠供应。

随着经济社会发展,我国电力需求还将保持稳步增长,华东地区经济发达,经济总量大,用电基数大、比重高,未来新兴战略产业、新业态服务业将加快发展,加之人口向东部地区集聚,仍将是我国的负荷中心。由于一次能源资源匮乏,土地和环保空间有限,保障电力供应的压力较大。建设特高压输电工程、大规模接纳区外电力,是满足东中部地区电力需求增长并保障电力安全可靠供应的根本途径。准东—皖南工程投运后,输电能力达到1200万千瓦,可就近满足当地经济及负荷发展,有效缓解华东地区中长期电力供需矛盾。苏通GIL综合管廊工程投运以后,华东特高压交流环网将实现合环运行,有效提高华东电网内部电力交换能力、接纳区外电力能力和电网稳定水平,初步建成连接主要能源基地与负荷中心的华东特高压交直流骨干网架。

三、促进高质量发展,推动装备制造业转型升级。

特高压电网投资大,产业附加值高,物质资源消耗少,中长期经济效益显著,具有产业链长、带动力强等优势,可有力带动电源、电工装备、用能设备、原材料等上下游产业,推动装备制造业转型升级,培育新增长点、形成新动能,促进区域经济协调发展,对提升经济发展质量、效益、效率将发挥十分重要的作用。根据投资估算,建设准东—皖南工程与苏通GIL综合管廊工程,增加输变电装备制造业产值约290亿元,带动电源等相关产业投资约1020亿元,增加就业岗位2.8万个,送电省份与受电省份都能直接获益,有力促进高质量发展。

四、推动东中部地区大气污染防治。

2014年3月,国家发改委、国家能源局、环保部联合印发《关于印发能源行业加强大气污染防治工作方案的通知》,要求在新疆、内蒙古等煤炭资源富集地区,按照最先进的节能环保标准,建设大型燃煤电站(群);加快重点输电通道建设,加大向重点区域送电规模,缓解人口稠密地区大气污染防治压力。目前,华东地区燃煤电厂分布密集,严重超出环境承载能力。准东—皖南工程投运后,具备年送电600-850亿千瓦时的能力,可使华东地区每年减少燃煤约3800万吨,建设苏通GIL综合管廊工程,形成华东特高压交流环网之后,华东将更加有效地接纳包括准东—皖南工程在内的特高压、超高压直流通道,受电能力达到6980万千瓦,每年可以减少发电用煤1.7亿吨,减排二氧化碳3.1亿吨、二氧化硫96万吨、氮氧化物53万吨、烟尘11万吨,显著改善华东地区环境质量,为打赢蓝天保卫战提供有力支撑。

国家电网建成两大世界级电网创新工程,献礼新中国成立70周年

新中国成立70年来,

我国电力工业勇于先行、砥砺奋进,

从小到大、从弱到强,

从“用上电”到“用好电”,

为经济社会发展作出了积极贡献。

70年来,我国电力发展取得举世瞩目的巨大成就,输电线路长度增长291倍、变电容量增长2020倍、全社会用电量增长884倍、人均用电量增长617倍。特别是党的十八大以来,在习近平新时代中国特色社会主义思想的指引下,我国电力工业全面落实“四个革命、一个合作”能源安全新战略,始终坚持“人民电业为人民”,实现了从高速度发展到高质量发展的转变,实现了从“中国制造”到“中国创造”的转变,实现了从“中国产品”到“中国品牌”的转变。

国家电网充分发挥央企“国家队”和“大国重器”作用,加快建设“三型两网”世界一流能源互联网企业,实现电网跨越升级、助推能源生产和消费革命。目前,国家电网已累计建成“10交11直”特高压工程,在建“4交3直”特高压工程,在运在建28项特高压工程线路长度达到3.9万公里,变电(换流)容量超过3.9亿千伏安(千瓦),累计送电超过1.3万亿千瓦时,特高压电网的资源综合优化配置平台作用充分显现。国家电网已成为全球并网装机规模最大、电压等级最高、资源配置能力最强、安全水平最好的特大型电网。

研究表明,预计到2050年我国能源发展将出现“两个50%”,即能源清洁化率(非化石能源占一次能源消费比重)超过50%,电气化率(电能占终端能源消费比重)超过50%。“两个50%”的实现,意味着一半以上的能源生产和消费都将依靠电力系统来完成,必将带来电网功能形态的革命性变化,对加快电网转型升级提出了前所未有的要求。

国家电网明确了“三型两网、世界一流”的战略目标和“一个引领、三个变革”的战略路径,开启了建设世界一流能源互联网企业新征程。打造枢纽型、平台型、共享型企业,立足公司的产业属性、网络属性、社会属性,充分发挥电网在能源汇集传输和转换利用中的枢纽作用,构建能源配置平台、综合服务平台和新业务、新业态、新模式发展平台,打造共建共治共赢的能源互联网生态圈,与全社会共享发展成果。建设“两网”,在建设坚强智能电网的基础上,融合推进泛在电力物联网建设,统筹推进客户服务中台、电网资源中台、数据中台等各类试点项目实施,加快构建能源流、业务流、数据流“多流合一”的能源互联网,推动传统电网向高度智慧化的能源互联网升级,更好地满足客户多样化用能需要,为区域协调发展、乡村振兴、脱贫攻坚、污染防治等国家重大战略部署实施提供有力支撑。

国家电网建成两大世界级电网创新工程,献礼新中国成立70周年

有哪些工程科技创新亮点?

准东—皖南工程科技创新

国家电网坚决贯彻落实党中央、国务院战略部署,始终坚持创新驱动发展,联合设备制造业等各方力量,经过十多年的不断努力,特高压直流工程从基础研究到设备研制,从工程设计到现场施工,不断取得突破,实现了±1100千伏直流输电从理论技术到工程实践的重大转变。

1、基础研究方面。

通过大量试验研究,掌握了±1100千伏工程超长空气间隙的放电特性曲线;采用优化配置的高性能避雷器和线路避雷器深度抑制过电压,将操作过电压限制在2100千伏以内,解决了空气间隙绝缘特性深度饱和约束下的外绝缘难题,控制了设备制造难度;通过“电场计算、真型试验、优化设计”反复迭代,开发了全系列新型均压屏蔽装置,解决了高电压作用下的强烈电晕放电和长空气间隙放电电压不确定性难题。

2、工程设计方面。

提出了±1100千伏直流工程的主接线拓扑、控制保护策略和成套设计方案;研发应用简化直流滤波器,首次采用特高压直流工程直流场户内设计新方案,提升了工程可靠性;通过技术创新和优化布置,大幅减小了高端阀厅、户内直流场等大体积建筑物的尺度;研发了网侧套管连接金具、阀侧套管专用悬吊绝缘子、穿墙套管端部绝缘子塔等新结构,很好解决了±1100千伏直流工程电气绝缘强度与机械力学强度相互约束的难题。

3、设备研制方面。

从设计源头抓起,严格控制电、磁、热、力多物理场作用下的安全裕度,追求“本质安全”,加强阀侧套管及出线装置电气、机械协同设计,派驻专员协调物料供应,强化工艺质量管控;成功研制单片容量达世界之最的8.5千伏/5500安培晶闸管和1100千伏/5500安培换流阀;依托国家863项目,自主研制成功两种技术路线的1100千伏直流穿墙套管。

4、现场建设方面。

围绕建设“精品中的精品”工程目标,突出“实体质量”和“本质安全”,利用BIM技术开展三维施工交底并成功实施高端阀厅、户内直流场等超大跨度建筑物钢结构吊装,严格执行“厂家主导”+“无尘化安装环境”要求,两站低端换流变、GIS均一次性通过现场交接试验,受端首台高端换流变成功完成附件现场安装,送端750千伏GIS和受端500千伏GIS均一次带电成功。

苏通GIL综合管廊工程科技创新

国家电网坚决贯彻习近平总书记关于长江经济带发展战略的重要指示精神,大胆创新,创造性地提出研发紧凑型特高压交流GIL输电技术,通过隧道从水下过江,避免对黄金航道的影响。GIL即气体绝缘金属封闭输电线路,采用金属导电杆输电,并将其封闭于接地的金属外壳中,通过压力气体绝缘。与常规电缆相比,GIL具有传输容量大、损耗低、人身安全水平高、电磁场极低、不受环境影响、运行可靠性高、节省占地、无电(热)老化等显著优点,尤其适合作为架空输电方式或电缆送电受限情况下的补充输电技术。GIL可以极大压缩输电线路的空间占用,实现高度紧凑化、小型化设计,1000千伏特高压GIL输电技术,可将高达450米、宽度近百米的双回1000千伏特高压线路走廊,压缩至直径10.5米隧道之中。苏通GIL综合管廊工程是世界上首次在重要输电通道采用特高压GIL技术,取得了多方面重大创新。

1、隧道施工方面。

通过大型管片原型结构受力、抗震、接缝防水等试验研究,解决了国内最大水压、穿越有害气体和高磨蚀石英砂层、江底常压换刀等大直径水下隧道技术难题。隆起沉降、水平位移、垂直位移和收敛均不超过1厘米,远超业内标准;隧道施工至今未发现渗漏点,国内唯一;平均每天进尺13.05米,创造国内、国际上大直径盾构掘进速度新纪录。

2、工程设计方面。

综合运用浅层地震反射波、水域高精度磁测等先进勘探技术,解决水下障碍物识别和全断面地层划分等技术难题。开展GIL全三维设计,与隧道掘进同步滚动更新,适应隧道施工误差和沉降,模拟运行中的温度变化、负荷变化、地震等工况下的变形要求,实现全管系柔性设计和全过程数字化管控。

3、设备研制方面。

产学研用联合攻关,历时一年研究提出了优于国际国内标准的全套技术指标;实现关键组部件的自主设计,严格按技术指标要求完成组部件试验;首次全工况模拟开展内燃弧、滑动触头特殊机械试验,完成两种技术路线、5类方案、25套样机的全部型式试验考核;开展长达半年的全电压、大电流带电考核。成功研制特高压GIL设备,实现设备批量制造供货,填补世界空白。

4、电气安装方面。

研制出适用于隧道受限空间的GIL专用运输车、安装车和SF6集中供气站,安装偏移量控制在±2毫米,实现GIL机械化精准对接;创新研制一体化耐压试验车、非车载高压谐振电抗器等全套试验装备,首次实现了单相5.7公里GIL整体1150千伏全压耐压考核。

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