大灣區(qū)直流背靠背東莞工程鳥瞰圖。通訊員陳振良攝
日前,粵港澳大灣區(qū)直流背靠背東莞工程投產(chǎn),這標(biāo)志著世界首個(gè)異同步背靠背工程——粵港澳大灣區(qū)直流背靠背電網(wǎng)工程正式投產(chǎn)。以粵港澳大灣區(qū)直流背靠背電網(wǎng)工程為代表的廣東目標(biāo)網(wǎng)架工程建成后,將從根本上化解廣東電網(wǎng)短路電流超標(biāo)、多直流落點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)、大面積停電三大問題,顯著提升廣東電網(wǎng)電力供應(yīng)和配置能力。預(yù)計(jì)2022年將支撐西電東送電量不低于1883億千瓦時(shí),廣東省東西部電力交換能力由410萬提升至1000萬千瓦。
分為廣州工程和東莞工程兩部分
粵港澳大灣區(qū)是華南電力負(fù)荷最為集中的區(qū)域——珠三角地區(qū)負(fù)荷占廣東全省負(fù)荷的77%。廣東正規(guī)模化開發(fā)海上風(fēng)電,推動(dòng)項(xiàng)目集中連片開發(fā)利用,打造粵東、粵西千萬千瓦級(jí)海上風(fēng)電基地,支撐可再生能源快速發(fā)展。具有隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性特征的新能源將大規(guī)模并網(wǎng)、分布式能源系統(tǒng)、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能等交互式能源設(shè)施廣泛接入,將從發(fā)輸配用各個(gè)環(huán)節(jié)深刻影響電力系統(tǒng)運(yùn)行。連接不同區(qū)域電網(wǎng)的柔性直流背靠背工程,應(yīng)用世界最先進(jìn)的柔性直流技術(shù),為廣東電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供重要支撐。
粵港澳大灣區(qū)直流背靠背電網(wǎng)工程主要分為兩個(gè)部分:一是廣州工程,連接珠西北區(qū)域電網(wǎng)、珠東北區(qū)域電網(wǎng)；二是東莞工程,連接珠西南區(qū)域電網(wǎng)、珠東南區(qū)域電網(wǎng)。
工程建成后,在大灣區(qū)內(nèi)部,原本連成一片的大電網(wǎng)將分解為多個(gè)不同步的小區(qū)域電網(wǎng),彼此之間有“防火墻”避免“火燒連營(yíng)”:一個(gè)小區(qū)域出現(xiàn)故障,可以快速隔離,將停電控制在小區(qū)域。在大灣區(qū)外部,還將在粵東、粵西之間建設(shè)柔性直流背靠背工程,實(shí)現(xiàn)廣東東西互聯(lián),再將大灣區(qū)電網(wǎng)、粵東、粵西分割成三個(gè)彼此聯(lián)通、但互不影響的區(qū)域電網(wǎng)。
“就是把交流電力系統(tǒng)通過直流實(shí)現(xiàn)相互獨(dú)立聯(lián)網(wǎng),就像‘背靠背’的兩個(gè)人平時(shí)‘彼此支援’,遇到無法排除的故障‘隨時(shí)放手’,避免大面積停電。”南方電網(wǎng)廣東電網(wǎng)基建部總經(jīng)理龐鵬表示,據(jù)測(cè)算,以粵港澳大灣區(qū)直流背靠背電網(wǎng)工程為標(biāo)志的系列工程全部投產(chǎn)后,粵港澳大灣區(qū)的供電能力將提升80%。
IGBT器件國(guó)產(chǎn)化比例提升至50%
該工程實(shí)現(xiàn)了一系列技術(shù)突破與創(chuàng)新,也應(yīng)用了各種新式設(shè)備。“粵港澳大灣區(qū)直流背靠背電網(wǎng)工程涉及行業(yè)上下游企業(yè)近200家,僅電網(wǎng)設(shè)備領(lǐng)域,工程建設(shè)就將帶動(dòng)上下游供應(yīng)鏈約80億元。”廣東電網(wǎng)公司基建部項(xiàng)目管理科經(jīng)理王流火表示。
值得一提的是,該工程首次實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用絕緣柵雙極型晶體管(以下簡(jiǎn)稱IGBT)器件國(guó)產(chǎn)化比例大幅提升至50%,徹底解決以往工程中IGBT進(jìn)口依賴的難題。IGBT是能源變換與傳輸?shù)暮诵钠骷?被譽(yù)為電力電子裝置的“CPU”。
南方電網(wǎng)公司的技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)首次研制出了全國(guó)產(chǎn)柔性直流換流閥閥段,實(shí)現(xiàn)了柔性直流換流閥核心組件包括IGBT、電容器、IGBT驅(qū)動(dòng)板、二次板卡芯片的完全自主可控,并在該工程實(shí)現(xiàn)首次試用。
該產(chǎn)品的成功研制及創(chuàng)新應(yīng)用,解決了柔性直流換流閥關(guān)鍵元器件、零部件依賴進(jìn)口的“卡脖子”難題,實(shí)現(xiàn)“0到1”的突破,推動(dòng)柔性直流技術(shù)自主可控的跨越式發(fā)展,提高了我國(guó)電工裝備制造業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
打造一個(gè)生態(tài)環(huán)保智能換流站
東莞工程在世界上容量最大的柔性直流輸電用變壓器上實(shí)現(xiàn)了損耗率最低、能效等級(jí)最高。整個(gè)工程單臺(tái)柔直變壓器容量達(dá)到575兆伏安,東莞工程設(shè)備的負(fù)載損耗小于760千瓦,滿載損耗1.55‰,達(dá)到等效容量的一級(jí)能效水平。“整個(gè)工程12臺(tái)變壓器,相當(dāng)于一年節(jié)省3000萬度電,每年減少3萬噸二氧化碳排放量,為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。”東莞工程項(xiàng)目經(jīng)理吳軻介紹道。
粵港澳大灣區(qū)直流背靠背電網(wǎng)工程在數(shù)字化方面也做了一些有益的探索?；ㄟ^程中打造了國(guó)內(nèi)首個(gè)貫穿全生命周期的三維場(chǎng)景智能運(yùn)維換流站,系統(tǒng)將融合基建關(guān)鍵數(shù)據(jù)及換流站站端實(shí)時(shí)運(yùn)維數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)三維空間場(chǎng)景的智能操作、智能巡視、智能安全、智能檢修等應(yīng)用。
