2024年12月27日，我國西南地區首個(gè)特高壓交流工程1000千伏川渝特高壓交流工程建成投運。這條川渝兩地間新增的能源大動(dòng)脈，將西南電網(wǎng)主網(wǎng)架電壓等級從500千伏提升到1000千伏，也在關(guān)鍵技術(shù)和施工創(chuàng )新等方面創(chuàng )下多項全國第一和世界之最——
2024年12月27日，1000千伏川渝特高壓交流工程建成投運。這不僅是國家電網(wǎng)有限公司服務(wù)新型能源體系建設、落實(shí)成渝地區雙城經(jīng)濟圈建設重大戰略決策、提升“西電東送”能力的重要實(shí)踐，也是我國特高壓技術(shù)創(chuàng )新的又一典范。
工程每年可從川西等地向四川和重慶的負荷中心輸送清潔電能350億千瓦時(shí)，相當于近1000萬(wàn)戶(hù)家庭1年的生活用電量，為區域經(jīng)濟一體化發(fā)展和綠色低碳轉型注入新動(dòng)能。
這項新投運的工程還有許多“新”意，在關(guān)鍵技術(shù)和施工創(chuàng )新等方面均有突破：在世界上首次攻克高海拔特高壓關(guān)鍵技術(shù)，首次研制應用全套高海拔特高壓交流設備，首次研發(fā)采用10分裂導線(xiàn)……特高壓技術(shù)創(chuàng )新的經(jīng)驗不僅展現了我國在電力科技領(lǐng)域的實(shí)力，也有助于推動(dòng)特高壓高質(zhì)量發(fā)展，對加快建設新型能源體系和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力意義重大。
新需求：平衡保供和消納，特高壓發(fā)揮更大作用
成渝地區雙城經(jīng)濟圈是我國西部人口最密集、產(chǎn)業(yè)基礎最雄厚、創(chuàng )新能力最強、市場(chǎng)空間最廣闊、開(kāi)放程度最高的區域。成渝地區雙城經(jīng)濟圈建設5年來(lái)，川渝兩省(直轄市)地區生產(chǎn)總值(GDP)連續跨越3個(gè)萬(wàn)億級臺階，成渝地區雙城經(jīng)濟圈GDP占西部地區比重超30%。
區域位勢能級穩步提升，用電量有著(zhù)直觀(guān)體現。2023年，四川用電量達3711億千瓦時(shí)，提前兩年實(shí)現《四川省“十四五”電力發(fā)展規劃》中提出的3700億千瓦時(shí)目標;重慶全社會(huì )用電量同比增長(cháng)3.5%。預計2025年，四川、重慶最大用電負荷將分別達到約7500萬(wàn)千瓦、3100萬(wàn)千瓦，比2020年增長(cháng)48%、38%。
用電需求攀升的同時(shí)，川渝地區清潔能源的大規模發(fā)展帶來(lái)快速增長(cháng)的消納需求。四川水電裝機規模已超1億千瓦，風(fēng)光發(fā)電裝機規模超1700萬(wàn)千瓦。如何在保障能源安全供應的前提下消納更多清潔電能?這對電網(wǎng)網(wǎng)架提出更高要求。
川渝特高壓交流工程推動(dòng)川渝電網(wǎng)跨省跨區互聯(lián)互濟能力進(jìn)一步增強，為兩地能源保供和清潔消納增添底氣。
工程提升四川水電通道送出能力480萬(wàn)千瓦，提升川渝斷面輸電能力最大400萬(wàn)千瓦，同時(shí)增強了西南電網(wǎng)系統穩定性、運行可靠性和資源配置能力，提升成渝地區雙城經(jīng)濟圈整體電力保障能力。
“重慶貧煤、少水、有氣、無(wú)油，市內調峰電源不足，夏季電力負荷峰谷差率最大超50%。”國網(wǎng)重慶市電力公司發(fā)展部發(fā)展規劃一處處長(cháng)周倩表示，包括川渝特高壓交流工程在內的跨省電力通道對重慶電力可靠供應具有重要意義。
在“雙碳”目標背景下，川渝兩地聚焦清潔低碳、安全高效，推動(dòng)建設新型能源體系。能源保障不僅要解決“缺不缺”的問(wèn)題，更要解決“好不好”的問(wèn)題。
“川渝特高壓交流工程投運后，西南電網(wǎng)的主網(wǎng)架電壓等級從500千伏提升到1000千伏。”國網(wǎng)四川省電力公司建設部特高壓建設管理處處長(cháng)唐剛介紹，升級后的西南電網(wǎng)不僅能滿(mǎn)足川西等地清潔能源的多元開(kāi)發(fā)和送出需要，還能有效承接來(lái)自西北地區及西藏等地的電能，進(jìn)一步推動(dòng)多能互補，實(shí)現清潔能源更高質(zhì)量就地消納和更大范圍優(yōu)化配置。
新突破：高海拔特高壓技術(shù)創(chuàng )新，推動(dòng)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力
川渝特高壓交流工程是我國首個(gè)高海拔特高壓交流工程，是繼晉東南—南陽(yáng)—荊門(mén)1000千伏特高壓交流試驗示范工程后具有里程碑意義的標志性工程。
川渝特高壓交流工程途經(jīng)四川省甘孜州、雅安市、眉山市、樂(lè )山市、內江市、資陽(yáng)市和重慶市潼南區、銅梁區等8地，新建1000千伏線(xiàn)路1316千米。線(xiàn)路沿線(xiàn)地勢險峻、地形崎嶇、氣候條件惡劣、地質(zhì)條件復雜，擺在工程建設者面前的是技術(shù)“創(chuàng )新區”、施工“無(wú)人區”等挑戰。
“在高原建設特高壓，有‘高反’的不僅是人，還有設備和線(xiàn)路，它們也需要適應高海拔氣候環(huán)境。技術(shù)創(chuàng )新是必經(jīng)之路。”唐剛介紹，與已建同類(lèi)工程相比，川渝特高壓交流工程需要破解三大難題：高海拔、高抗震難度、大覆冰量。
高海拔——與已建同類(lèi)工程相比，川渝特高壓交流工程1000千伏變電站最高海拔從1300米升至3450米，線(xiàn)路海拔從2300米升至4750米。海拔升高，空氣間隙加大，設備和鐵塔的尺寸都需相應增大。
高抗震難度——工程建設中海拔最高的甘孜變電站地震烈度8度(9度設防)，甘孜州地震基本烈度均在7度以上，對設備的抗震設計要求極高，設備的研制難度進(jìn)一步加大。
大覆冰量——受途經(jīng)地區的地理、天氣環(huán)境影響，線(xiàn)路最大覆冰量在特定情況下將達60毫米，超出現有特高壓工程設計規程和設備研制邊界。
面對一系列挑戰，科研團隊圍繞空氣間隙放電、外絕緣、電磁環(huán)境等開(kāi)展了高海拔試驗研究，先后開(kāi)展145類(lèi)科研和工程驗證試驗，攻克了空氣間隙、外絕緣、電磁環(huán)境等高海拔特高壓關(guān)鍵技術(shù)，為川渝特高壓交流工程安全穩定運行提供了技術(shù)支撐。“這套技術(shù)確定了在4000米級海拔環(huán)境中特高壓交流工程設計和設備研制的關(guān)鍵參數，提升了工程的安全性和經(jīng)濟性。”公司首席專(zhuān)家、中國電科院川渝特高壓交流工程技術(shù)支撐團隊負責人萬(wàn)保權說(shuō)。
依托川渝特高壓交流工程高海拔特高壓關(guān)鍵技術(shù)，中國電科院的科研團隊與設備廠(chǎng)商聯(lián)合，研制了1000千伏變壓器/電抗器及套管、1100千伏氣體絕緣全封閉組合電器及套管、1000千伏電容式電壓互感器、1000千伏金屬氧化物避雷器等主要設備。主要設備電氣指標達到高海拔外絕緣耐受條件，運行電壓下不會(huì )產(chǎn)生電暈，并可耐受9度烈度地震。工程研制出的特高壓變壓器等4類(lèi)設備入選能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備。
川渝特高壓工程在全國范圍內首次研發(fā)采用10分裂導線(xiàn)、金具和新型放線(xiàn)設備工藝。與傳統導線(xiàn)相比，10分裂導線(xiàn)的應用能進(jìn)一步降低輸電噪聲，提高輸電效率和穩定性。同時(shí)，10分裂導線(xiàn)能更有效地抵抗高海拔地區大風(fēng)、雨雪等天氣，安全系數更高。
“八腿式”門(mén)型輸電鐵塔的應用也為后續高海拔和重冰區工程建設積累了經(jīng)驗。“與4條腿的常規鐵塔相比，門(mén)型塔多了4條腿，相當于增加了一倍的承載力，可以更好地應對高海拔極端低溫潮濕的惡劣天氣條件。”川渝特高壓工程9標段施工項目經(jīng)理劉嘉說(shuō)。
更多創(chuàng )新在川渝特高壓交流工程建設中開(kāi)展：塔間輔助承載工藝讓導線(xiàn)“坐”上了索道纜車(chē)，小區段半循環(huán)張力放線(xiàn)跨越施工技術(shù)讓左右兩回導線(xiàn)分段展放，弧垂智能觀(guān)測機器人等技術(shù)全面應用……特高壓工程建設中的諸多創(chuàng )新突破，為培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力開(kāi)展具體實(shí)踐，也為傳統產(chǎn)業(yè)煥新和未來(lái)產(chǎn)業(yè)培育提供有力支撐。
新標桿：加快施工技術(shù)創(chuàng )新， 樹(shù)立復雜環(huán)境特高壓建設典范
高海拔地區極寒缺氧、溫差大、紫外線(xiàn)強，川渝特高壓交流工程線(xiàn)路在甘孜、雅安翻越折多山和二郎山。那里山勢陡峭、常年積雪，有效施工周期短，線(xiàn)路施工和物資運輸困難。堅持用創(chuàng )新的思維破解難題，公司持續探索施工技術(shù)創(chuàng )新，突破高原極端特殊地理環(huán)境極限，打造高海拔特高壓工程建設的樣板。
川渝特高壓交流工程的起點(diǎn)變電站——甘孜變電站所在地海拔3450米，由于空氣絕緣距離增大，甘孜特高壓變電站的構架遠大于平原地區變電站的常規構架，單柱高達72米，橫梁長(cháng)達57.5米。甘孜變電站建設人員克服施工困難，創(chuàng )新施工手段，實(shí)現了首次在高海拔完成變電站最大跨距(61米)的構架吊裝。
甘孜變電站的變壓器組裝也是難點(diǎn)之一。1000千伏變壓器單體重量有330多噸。為了讓“大塊頭”順利翻越彎道多、常年積雪的折多山，項目團隊采用“解體運輸、現場(chǎng)組裝”方案，將變壓器本體拆解成16個(gè)單元再組裝。這在國內特高壓建設史上尚屬首次。
在高海拔地區架設導線(xiàn)也需要一系列技術(shù)創(chuàng )新。川渝特高壓工程全面采用可視化智能一體化架線(xiàn)設備，工程建設人員可以實(shí)時(shí)掌握整個(gè)放線(xiàn)過(guò)程的動(dòng)態(tài)畫(huà)面，管控跨越導引繩、導地線(xiàn)與被跨電力線(xiàn)路的安全距離，實(shí)現一人對多臺設備的精準操控，確保放線(xiàn)全過(guò)程安全可控。
川渝特高壓工程跨越110千伏及以上線(xiàn)路168次，跨越高速公路、鐵路90次，完成公司系統最大規模的“6+4”(6回500千伏和4回220千伏線(xiàn)路)同停、特高壓交直流同時(shí)跨越施工和甘孜北部電網(wǎng)保供攻堅任務(wù)，為后續工程同類(lèi)型場(chǎng)景下多單位、多專(zhuān)業(yè)協(xié)同攻堅提供了參考經(jīng)驗。
數字化技術(shù)的應用為高海拔工程建設提供了更多助力。銅梁變電站建設過(guò)程中，國網(wǎng)重慶電力在樁基施工時(shí)引入北斗定位技術(shù)確保每一根樁基定位準確，采用三維掃描技術(shù)確保鋼筋籠成型質(zhì)量滿(mǎn)足要求，并創(chuàng )新應用三維實(shí)景、傳感等技術(shù)，使隱蔽工程驗收效率提升3倍。
工程建設者全面總結經(jīng)驗，工程各區段因地制宜精益管理，充分釋放特高壓鏈條長(cháng)、帶動(dòng)力強的優(yōu)勢。川渝特高壓交流工程有力帶動(dòng)了電源、電工裝備、用能設備、原材料等上下游產(chǎn)業(yè)鏈供應鏈發(fā)展，為服務(wù)地方經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展作出積極貢獻。
目前，國家電網(wǎng)公司已累計建成“22交16直”38項特高壓工程，“西電東送”“北電南供”規模不斷擴大。特高壓工程在促進(jìn)清潔能源消納、保障電力安全可靠供應等方面發(fā)揮重要作用，為經(jīng)濟社會(huì )高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的動(dòng)能。(記者 馬佳 通訊員 黃梅 林熙熙 楊亞迪)
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