中國儲能網訊：“一次、二次設備運行正常，輔助設備運行正常，當前功率80萬千瓦?！?月19日，江蘇揚州至鎮(zhèn)江±200千伏直流輸電工程一期工程少游換流站主控室內，國網江蘇省電力有限公司超高壓分公司運維人員劉嘉瑋查看監(jiān)控后臺，確認該站設備運行狀態(tài)正常。
少游換流站位于揚州，是揚鎮(zhèn)直流一期工程的送端站。工程已安全運行400多天，將蘇北、蘇中地區(qū)豐富的新能源電力送往長江南岸，支撐新能源在更大范圍內優(yōu)化配置。
在江蘇省內，電網負荷和電源總體呈逆向分布。風電、光伏發(fā)電等新能源電源集中在長江以北地區(qū)，而用電需求集中在長江以南地區(qū)。長江以北地區(qū)的富余電能送往長江以南地區(qū)主要依靠省內的6條過江輸電通道。進入“十四五”，蘇北、蘇中地區(qū)新能源發(fā)展更加迅猛，亟須提升跨江輸電能力。
然而，受到已有機場、公鐵大橋及長江通航等環(huán)境的限制，長江兩岸不能新建跨江輸電通道。“長江沿岸生態(tài)保護要求的進一步提升也使新增跨江輸電通道更困難。在過江資源有限的情況下，我們必須充分利用已有的基礎設施?！眹W江蘇電力建設部計劃管理處副處長顧明清說。
經過深入研究和實地考察，國網江蘇電力將目光放在了五峰山220千伏跨越長江輸電線路上。這條線路按220千伏設計，此前按110千伏降壓運行，輸電效率不高，電力流向也與“北電南送”整體格局不協(xié)調。該公司將其定為改造對象。
輸電通道確定了，國網江蘇電力又面臨如何改造的問題：如果采用傳統(tǒng)的交流輸電技術升級原有交流線路，一方面，受短路電流控制、電磁環(huán)網等因素影響，不論是升壓至220千伏或500千伏，整體輸電能力提升有限，且工程實施難度大、代價大；另一方面，交流線路的電力潮流調控困難，電力交換能力可能無法達到預期，也無法適應新能源出力的波動特性。
與交流輸電技術相比，直流輸電技術具有功率密度大、調節(jié)快速靈活、不增加被聯(lián)電網的短路容量等特點，更能滿足結構緊密型受端電網對于輸電能力提升、促進新能源電量消納的雙重需求。在我國，直流輸電技術此前主要應用于大范圍跨區(qū)直流輸電和區(qū)域互聯(lián)場景。2022年，在可行性研究中，國網江蘇電力從解決自身省級電網發(fā)展面臨的問題出發(fā)，創(chuàng)新提出了打造省級交直流混聯(lián)電網的規(guī)劃，即在不改變交流電網格局的基礎上，在交流系統(tǒng)中嵌入直流系統(tǒng)，提升區(qū)域內交流電網的輸電能力和運行靈活性——對五峰山跨越長江輸電線路實施“交改直”的方案就此確定。
在規(guī)劃階段，國網江蘇電力攻克了諸多技術難題：綜合考慮工程輸電距離，精細化評估直流線路及換流站的故障概率等技術指標，提出對稱單極主接線方式，實現(xiàn)占地面積減少20%以上，規(guī)避了江蘇地區(qū)接地極選址難題；創(chuàng)新提出大跨越雙回交流線路改造為三回直流線路的工程技術方案，將輸電容量由原來的約50萬千瓦增加至120萬千瓦；自主研發(fā)±200千伏換流變壓器等9項創(chuàng)新成果，為國內乃至世界“交改直”輸電工程施工提供了成套方案。
2023年9月，五峰山跨越長江輸電線路改造順利完成，與新建線路的方案相比，周期少用5至6個月，總投資減少近6000萬元。
“交直流混聯(lián)電網的建設既能利用直流輸電的優(yōu)勢高效配置電力資源，又能通過交流輸電技術實現(xiàn)不同電壓等級的傳輸和分配?！敝袊こ淘涸菏可驀鴺s表示。
目前，揚鎮(zhèn)直流一期工程的直流系統(tǒng)響應時間已達毫秒級，可根據新能源出力波動自主靈活安排運行方式：當新能源大發(fā)時，運行功率為108萬千瓦至120萬千瓦；新能源出力較小時，運行功率為60萬千瓦至72萬千瓦。根據負荷情況靈活調整運行功率凸顯了揚鎮(zhèn)直流在優(yōu)化配置電力資源方面的作用。
“系統(tǒng)監(jiān)測顯示，目前長江以北地區(qū)光伏發(fā)電出力快速增長，預計2小時內將出現(xiàn)局部新能源電量消納受限風險，建議立即調整揚鎮(zhèn)直流功率，提升江北地區(qū)新能源電量外送能力。”5月21日8時5分，國網江蘇電力調度控制中心調度員崔占飛面前的智能終端發(fā)出預警。他迅速調整揚鎮(zhèn)直流運行策略，上調運行功率，確保江北地區(qū)富余新能源電量及時消納。
在揚鎮(zhèn)直流一期工程投運一周年總結會上，參會代表、英國伯明翰大學電力系統(tǒng)首席教授張小平肯定了工程建設成果：“這項工程從規(guī)劃設計到落地實施充分展現(xiàn)了中國直流輸電技術的硬實力。更重要的是，工程通過現(xiàn)有電力流布局技術優(yōu)化，實現(xiàn)了區(qū)域能源高效配置?！?
一年多來，揚鎮(zhèn)直流一期工程的經濟效益和環(huán)保效益均十分顯著。據統(tǒng)計，該工程投運以來累計輸送電量62億千瓦時，能量可用率96.63%，年利用小時數5167小時，90%以上功率運行小時數達2186小時；在輸送總電量中，新能源電量達22億千瓦時，相當于年減少標準煤消耗約60萬噸，減排二氧化碳160萬噸。
