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粵港澳大灣區直流背靠背電網工程投產
應用世界先進的柔性直流技術,支撐廣東省東西部電力交換能力由410萬千瓦提升至1000萬千瓦

信息來源:南方電網報  發布時間:2022-05-27

  夜色中的粵港澳大灣區直流背靠背電網東莞工程。 陳振良 攝

 

  5月25日,粵港澳大灣區直流背靠背電網工程正式投產。工程應用世界先進的柔性直流技術,將粵港澳大灣區原本連成一片的大電網分解為多個不同步的小區域電網,既能分區運行、又能相互支援,不僅可以防止一旦發生事故“火燒連營”,造成電網大面積停電,還能更大規模吸收利用風光等清潔能源。

  抓項目就是抓發展,謀項目就是謀未來。以粵港澳大灣區直流背靠背電網工程為代表的廣東目標網架工程建成后,將從根本上化解廣東電網短路電流超標、多直流落點風險、大面積停電等可能發生的極端情況,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410萬千瓦提升至1000萬千瓦。

  “這是一項在國際上具有領先水平的電網工程。在世界上第一次針對電網復雜結構進行了合理分區、柔性互聯,大幅提高了粵港澳大灣區電網的安全穩定水平?!敝袊こ淘涸菏?、南方電網公司首席科學家饒宏表示。

  電網安全的“穩定器”

  粵港澳大灣區的供電能力將提升80%

  粵港澳大灣區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%。

  廣東正規?;_發海上風電,推動項目集中連片開發利用,打造粵東、粵西千萬千瓦級海上風電基地,支撐可再生能源快速發展。新能源大規模并網、分布式能源系統、電動汽車、儲能等交互式能源設施的廣泛接入,將從發輸配用各個環節深刻影響電力系統運行。同時,建設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。

  粵港澳大灣區直流背靠背電網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。

  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東電網公司基建部總經理龐鵬表示,據測算,以粵港澳大灣區直流背靠背電網工程為標志的系列工程全部投產后,粵港澳大灣區的供電能力將提升80%。

  中國制造的“競技場”

  IGBT器件國產化比例大幅提升至50%

  該工程實現了一系列技術突破與創新,也應用了各種新式設備。

  “粵港澳大灣區直流背靠背電網工程涉及行業上下游企業近200家,僅電網設備領域,工程建設就將帶動上下游供應鏈約80億元?!睆V東電網公司基建部項目管理科經理王流火介紹。

  值得一提的是,該工程首次實現工程應用絕緣柵雙極型晶體管(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。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、IG-BT驅動板、二次板卡芯片的完全自主可控,并在該工程實現首次試用。

  該產品的成功研制及創新應用,解決了柔性直流換流閥關鍵元器件、零部件依賴進口的“卡脖子”難題,實現“0到1”的突破,推動柔性直流技術自主可控的跨越式發展,提高了我國電工裝備制造業的核心競爭力。

  綠色技術的“試驗場”

  打造生態環保智能的換流站

  廣州工程位于廣州市增城區,毗鄰居民小區,工程建設中首次采用柔直變壓器水冷卻、戶內布置的設計方案,降低能耗,實現了全站噪聲小于48.5分貝?!耙慌_柔直變壓器的體積相當于三輛大卡車,我們運行的有12臺,發出的聲音僅相當于兩人正常交談的音量,與空調開機時的聲音相當?!睆V州工程項目經理朱博介紹,工程建筑主體外觀由廣州白云機場設計師陳雄設計,與周邊環境自然融為一體。

  東莞工程則實現了世界上容量最大的柔性直流輸電用變壓器“損耗低、能效高”。據了解,整個工程單臺柔直變壓器容量達到575兆伏安,東莞工程設備的負載損耗小于760千瓦,滿載損耗1.55‰,達到等效容量的一級能效水平?!罢麄€工程12臺變壓器,一年可節省3000萬度電,相當于每年減少3萬噸二氧化碳排放量,為實現‘雙碳’目標貢獻力量?!睎|莞工程項目經理吳軻介紹。

  相比廣州工程,東莞工程在降噪方面采用的方法也有一些創新?!俺送ㄟ^增加圍墻上隔聲屏障,我們還給12臺柔直變壓器都裝上了隔聲降噪裝置?!眳禽V說。

  粵港澳大灣區直流背靠背電網工程在數字化方面也做了一些有益探索?;ㄟ^程中打造了國內首個貫穿全生命周期的三維場景智能運維換流站,系統將融合基建關鍵數據及換流站站端實時運維數據,實現三維空間場景的智能操作、智能巡視、智能安全、智能檢修等應用。

  這一系列的創新,都將把粵港澳大灣區直流背靠背電網工程打造成生態環保智能的換流站。 (歐陽逸雪 郝思遠 顧萱)

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