中国特高压输送风光新能源能力迈上新台阶

131亿千瓦时！这是青海—河南±800千伏特高压直流工程（简称“青豫特高压”）启动输电一周年，交出的成绩单。

2020年7月15日，世界上首条主要输送风光新能源的青豫特高压开始输电。业内专家表示，青豫特高压平稳输电一周年，标志着中国特高压输送新能源电力的安全性、稳定性保障迈上新台阶。

特高压输电技术是指交流1000千伏、直流±800千伏及以上电压等级的输电技术，与较低电压输电方式相比具有长距离、大容量、低损耗、节约土地资源的优势。

2009年初，中国首条特高压输电工程投运，标志着中国电力输送技术达到世界领先水平。目前，中国特高压技术也已应用在巴西美丽山特高压输电项目中。

地处黄河、长江和澜沧江发源地的青海，太阳能、风能资源得天独厚，但因本地电力消耗有限，长期面临清洁能源消纳难的问题。位于中国中部地区的河南，人口密集、产业聚集，长期面临较大供电缺口，需要外地输电保障。

为解决青海清洁能源消纳难、河南用电缺口保障难的问题，2018年11月，青豫特高压开工建设。这条特高压线路，起于青海省海南藏族自治州，止于河南省驻马店市，线路全长1563千米。突破一系列施工难题，去年7月15日，青豫特高压实现双极低端系统带电投运。

“风光无限好，只是难驾驭。”安全性和稳定性是风电、光伏新能源大容量、长距离输送的世界性难题。

“新能源直流特高压运行中，最担心出现类似跳闸的双极闭锁情况，会在极短时间内出现电压大幅波动。”国网青海电力公司调度员卢国强说，光伏和风机遇到电压大幅波动时会自动脱网，“大量电源集中脱网，意味着电力输送瞬时骤减，导致大面积停电造成安全事故”。

青海省海南藏族自治州共和县光伏产业园的一处塔式光热发电项目。新华社记者张曼怡摄

太阳能、风能时有时无、时大时小，发电间歇性特点突出，很难满足规律而稳定的电力需求。国网青海电力公司发展策划部副主任刘庆彪打了个比方：特高压就像一叶舟，过去主要输送稳定可调节的火电、水电，而青豫特高压主要输送“活蹦乱跳”的风光新能源，最高时占比超过90%，舟上负载极不稳定，“要保证平稳运行不翻船，难度可想而知”。

围绕青豫特高压的安全稳定运行需求，中国电力研究者经过系统论证，最终确定采取“新能源+分布式调相机+储能”技术路线予以破解。

“调相机是稳定电网电压的重要电力装置。”哈尔滨电机厂副总经理李春廷说，尽管大型调相机技术已相对成熟，但要研发用于保障电能质量的分布式调相机，“难度相当于从过去听音乐常用的大型收录机，研制出全世界首台小型‘随身听’”。

接到青豫特高压的研制需求，哈尔滨电机厂等企业迅速组织专业队伍投入研发，在不到8个月时间内完成世界首台分布式调相机的设计、制造和验证，为青豫特高压配套电源增添稳定的“安全罩”。

为解决风光新能源稳定性问题，青豫特高压的建设运营方基于青海“风光”资源特点，按2:1比例优化光伏和风电装机布局配比，白天以光伏为主，晚上以风电为主，形成风光互补格局。

同时，青海省还探索将部分储能电站接入大电网，实现储能共享化，在出现新能源消纳难时集中充电，需要调峰时放电。业内人士介绍，目前青海正在规划建设100万千瓦电化学储能站、总装机容量240万千瓦的抽蓄储能电站。随着这些项目落地，风光新能源的稳定供电难题将得到进一步化解。

“青豫特高压建设运行中，分布式调相机的成功研制，共享式储能电站平稳运行，意味着今后运行100%输送风光新能源的直流特高压，也不存在任何安全技术障碍。”中国电力科学研究院高级专家李志强说。

特高压技术新突破，将有助于大面积实施清洁能源替代。青豫特高压运行一周年来，如今每天从青藏高原向中原大地输送3000万千瓦时绿电，支撑青海光伏、风力发电利用率保持在95%左右，同时有效缓解河南省的电力供应紧张难题。

随着配套电源建设，青豫特高压预计到2023年底可实现满功率运行。届时这条电力“高速公路”每年将输送绿电412亿千瓦时，相当于1/3个三峡大坝的发电量，约占目前河南省年用电量的1/8。

这些清洁能源相当于替代原煤1800万吨，能减排烟尘1.4万吨、二氧化硫9万吨、氮氧化物9.4万吨、二氧化碳2960万吨。

国网经济技术研究院输电网规划中心主任工程师蒋维勇表示，青豫特高压相关探索突破，能有效破解风光新能源分时段消纳、远距离输送等系列难题，将为稳步提高新能源在能源结构中占比、助推电力领域“碳达峰、碳中和”带来示范效应。（记者：李劲峰、骆晓飞、解统强、耿辉凰）