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“無限風光”進北京

張北柔性直流電網試驗示范工程榮獲中國工業大獎

2023年03月20日19:44 | 來源:人民網-河北頻道
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人民網石家庄3月20日電 3月19日,第七屆中國工業大獎發布會在北京召開。國家電網有限公司張北柔性直流電網試驗示范工程榮獲本屆中國工業大獎。

中國工業大獎是經國務院批准設立的我國工業領域最高獎項,由中國工業經濟聯合會牽頭組織實施,旨在表彰勇擔強國重任,不忘初心使命,堅持自立自強,推動現代化產業體系建設,在堅持走中國特色新型工業化道路中作出突出成績和貢獻的企業和項目,引領我國工業經濟高質量發展。

張北柔直工程是世界首個具有網絡特性的直流電網工程。工程新建張北、康保、豐寧、北京4座換流站及±500千伏直流輸電線路666千米,將張北新能源基地、豐寧儲能基地與北京負荷中心相連。該工程突破了柔性直流組網、容量提升與可靠性提升等三大技術難題,創造了12項世界第一,為破解新能源大規模開發和消納的世界級難題提供了“解決方案”。

據了解,此次獲獎是國家電網有限公司繼1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程、青藏電力聯網工程、國家風光儲輸示范工程、向家壩—上海±800千伏特高壓直流輸電示范工程和巴西美麗山特高壓輸電二期項目后,第六次摘取大獎。該公司也成為全國唯一連續六次獲獎的企業。

張北柔直工程開辟新能源大規模送出新路徑

地處河北省西北部、內蒙古高原南緣,張北遼闊的地域、特殊的氣候條件,使這裡擁有優質的可再生能源資源。其中,風能、太陽能尤為豐富,適合大規模開發。

張北柔直工程依托張北壩上地區新能源送出、支持北京電力供應綠色低碳轉型的典型場景,建設了世界上首個風、光、儲、輸一體化的柔性直流電網工程,突破了交流電網強弱、新能源匯集距離等因素對新能源並網的限制,通過“多點匯集、多能互補、時空互補、源網荷協同”,實現了新能源側自由波動發電和負荷側可控穩定供電,為推動能源轉型、保障能源安全提供了全新技術手段。

張北柔直工程擁有680萬千瓦的可再生能源匯集能力,是世界首個輸送大規模風能、太陽能、抽水蓄能等多種形態能源的四端柔性直流電網。經由它,張北的“無限風光”順利進京。“張北的風點亮北京的燈”,這一詩意暢想變為美好現實。

北京冬奧會冬奧場館歷史性地實現100%“綠電”供應。冬奧會期間,張北柔直工程整體運行情況良好,首個柔性直流電網系統的穩定性、全套自主化核心裝備的可靠性均得到了充分驗証,累計輸送新能源3.26億千瓦時,輸電功率最高超過北京全市用電負荷的八分之一,在世界舞台上全面展示了中國“能源生產和消費革命”的新模式。

“綠電”點亮一座座奧運場館,也走進北京的千家萬戶。通過張北柔直工程,每年140億千瓦時清潔電能輸入北京地區,約佔北京市年用電量的十分之一,相當於減少標准煤燃燒490萬噸,減排二氧化碳1280萬噸。截至今年3月15日,張北柔直工程累計向北京、河北北部地區輸送164.06億千瓦時清潔電能,在電力保供、能源轉型中持續發力。

自主攻關 創造12項世界第一

中國工業大獎獲獎項目標准中對科技水平有著明確規定:在關鍵領域取得重大突破,擁有自主知識產權、關鍵核心技術及標准。

張北柔直工程不僅是實現清潔能源大規模並網、推動能源革命、踐行綠色冬奧理念的標志性工程,也是世界首個實現直流電網構建的重大科技試驗示范工程。工程核心技術和關鍵設備均為國際首創。

“柔性直流輸電技術是以電壓源換流器為核心的新一代直流輸電技術,具有響應速度快、可控性好、適應性強、運行方式靈活、同等容量佔地規模小等特點,是提升可再生能源接納能力、支撐能源轉型和新型電力系統構建的重要技術手段。”國網冀北電力有限公司科技部科研管理處處長徐鵬亮介紹,各國對柔性直流輸電的核心技術與裝備都嚴格保密,而在超高電壓等級的柔性直流電網工程方面,全世界都沒有先例,隻能靠自主創新去挑戰這一電網領域的前沿技術。

張北柔直工程原始創新難度極大,從方案論証到生產准備、從控制保護聯調到現場試驗的各個環節,公司科研人員始終堅持在消化吸收的基礎上創新突破。最終工程突破柔性直流組網、容量提升與可靠性提升等三大技術難題,首次提出了高可靠性、強韌性的柔直組網系統方案,攻克了大規模新能源接入直流電網的穩定控制難題,實現了直流輸電從“線”到“網”的質變,進一步推動我國柔性直流輸電技術和直流電網創新發展。

依托張北柔直工程,公司通過產學研用大規模協同攻關,在推進重大裝備國產化方面取得重要成果,解決了“卡脖子”問題,設備性能與制造水平佔據了國際制高點——自主研制了世界上首批最高電壓等級的直流斷路器,攻克了“大功率直流電流開斷”這一世界性難題﹔研制了世界上最大換流容量的柔直換流閥,可靠性達到國際領先水平﹔研制了世界上最高功率的絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)器件,填補了國內先進功率半導體器件的空白。

張北柔直工程建成了涵蓋柔直工程建設全過程的技術標准體系,建立了世界一流的柔直試驗基地,打造了國際一流的專家團隊,帶動了我國電網技術和裝備制造產業升級,鞏固和擴大了我國在世界直流輸電領域的技術領先優勢。2022年,國家電網公司中標德國BorWin6海上風電柔直工程項目,標志著我國高端輸電技術的國際影響力邁上了新台階。

張北柔直工程顯著提升了當地新能源外送能力,將張北地區的資源優勢轉化為發展優勢,增強了電網接納和配置多種資源的能力。工程拉動當地風電、光伏發電投資達到600億元,促進了1110座光伏扶貧電站發電量消納,惠及10.4萬戶當地居民,2021年6月被中宣部命名為全國愛國主義教育示范基地。(祝龍超、高雅)

(責編:林福盛、付兆颯)

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