位于新疆塔里木盆地中心的塔克拉瑪干沙漠,是中國最大的沙漠,也是世界第十大沙漠,亦是世界第二大流動沙漠。
前段時間,環(huán)塔里木盆地750千伏輸電環(huán)網(wǎng)工程全線貫通。
歷時15年,這一全球最大的超高壓環(huán)塔電網(wǎng)正式建成。
中國在沙漠里,又干了一件大事。
環(huán)塔電網(wǎng),簡單說就是在新疆南部,環(huán)繞塔里木盆地一圈,架設起來的750千伏輸變電工程。
整個工程共計9個變電站,1個開關站,近1萬座鐵塔,線路總長4197公里,相當于北京到深圳直線距離的2倍。
環(huán)塔電網(wǎng)線路示意圖 圖片來源:新疆日報
9項分段工程中,已有8項工程實現(xiàn)投用,最后一段工程民豐-且末已經架設完成,經驗收后,預計整個工程于今年11月可以投入運行。
這是中國最大的環(huán)塔電網(wǎng),也是世界最大。
拿下最大的背后,是一連串需要克服的困難。
對于環(huán)塔電網(wǎng)項目來說,最強勁的對手是苛刻的自然條件。
塔克拉瑪干,維吾爾語的意思是“進得去,出不來”,因此也稱“死亡之海”,年均降水量只有50毫米,蒸發(fā)量卻高達2500毫米。
干燥的環(huán)境讓沙粒始終保持松散狀態(tài),而這種特性則導致在架設鐵塔時,基坑會反復塌陷。
更麻煩的是,這種“邊挖邊埋”的困境,要涉及到450公里的沙漠腹地線路。
塔克拉瑪干沙漠地理位置
都說天下武功唯快不破,要解決這個問題就得跑贏流沙的移動。
環(huán)塔工程在施工中采取了“三快”工作法,即“快速開挖、快速準備、快速澆筑”。
先用沙袋、擋沙板支護坑壁防止塌方,隨后在數(shù)小時內完成混凝土澆筑,搶在風沙破壞前固定住基礎。
如果遇上了沙層更不穩(wěn)定的區(qū)域,另一個創(chuàng)新應用的效率會更高——螺旋錨基礎,像擰螺絲一樣將鐵塔底座旋入深層沙土。
該技術不僅減少沙體擾動,避免大面積開挖,還顯著提升鐵塔抗風沙穩(wěn)定性,實現(xiàn)3天完成鐵塔基礎作業(yè)的奇跡。
塔基造好后,如果再加上草方格固沙技術,那就更靠譜了。工程建設中,在電塔周圍總計鋪設有48萬平方米的草方格,不但能固定塔基周邊沙丘,還大大降低了風蝕速度。
4197公里的電網(wǎng)“銀項鏈”,在串聯(lián)起新疆的產業(yè)振興和跨區(qū)保供的同時,也成為生態(tài)保護的典范。
線路塔基下鋪設的草方格 圖片來源:新華社
除了物理攻擊,項目沿線鹽漬土的腐蝕性強,電塔很堅固,但依然會造成兩個后果:一是對塔基的腐蝕,栽種草方格可大大緩解;二是大風刮起風沙后,對變壓器和導線的腐蝕。后者也是嚴峻的挑戰(zhàn)。
為了應對這個問題,環(huán)塔電網(wǎng)專門用上高耐蝕導線,采用近1萬噸特制鋼芯高導電率鋁絞線,耐腐蝕性大大提升,線損降低,抗風沙能力更強。
專門研制的750kV單相自耦變壓器,通過磁路優(yōu)化將空載損耗降低10%,提升阻抗限制短路電流,抵抗極端氣候,增強電網(wǎng)穩(wěn)定性。
有強大的技術做后盾,環(huán)塔電網(wǎng),創(chuàng)造出橫亙沙漠的人類工程奇觀。
與跨越沙漠相比,跨越泥沙含量高的河流,雖然看起來也很壯觀,但在輸電技術上就屬于小兒科了。
環(huán)塔電網(wǎng)輸電線路跨越車爾臣河圖片來源:新華社
解決了這些問題,更大的挑戰(zhàn)還在后面。
環(huán)塔電網(wǎng)西南和田段,有一段19公里的工程位于昆侖山北麓的余脈山地,那是海拔1800-2500米的陡峭的高原山地上,不僅基坑難尋,塔材也很難運輸,架設鐵塔難度極大。
塔材在地上運不了,那不如“飛”過去吧。
建設者們創(chuàng)新架設起一條高空索道,硬生生將3000噸的塔材“空運”至懸崖,不但順利完成了架設任務,還避免了因大規(guī)模修路運輸而可能造成的生態(tài)破壞。
電力工人在位于新疆和田地區(qū)昆侖山區(qū)的鐵塔上作業(yè)圖片來源:新華社
環(huán)塔項目的科技含量如此之高,4197公里銀線的背后,每一項數(shù)據(jù)都標注著中國電網(wǎng)的技術躍遷。
早在2022年,我國自主研發(fā)、自主設計、自主建設的特高壓輸電工程——準東—皖南±1100千伏特高壓直流輸電工程就已經運行。
這條特高壓輸電線路西起新疆昌吉換流站,止于安徽宣城市古泉換流站,途經甘肅、寧夏、陜西、河南四省,是世界電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的輸電工程。
既然新疆將有特高壓輸電線路,為什么還要修環(huán)塔電網(wǎng)呢?
首先,是為了破解南疆能源的孤島,提升供電可靠性。
環(huán)塔工程啟動前,包括準東—皖南這條線,“疆電外送”已有四條線路,各條線路各自為戰(zhàn),在新疆內部關聯(lián)性不高,輸電風險極大。
這幾條“長鏈式”的供電路線,一旦局部出現(xiàn)故障,就像蛇被打了七寸,極易造成全線大面積停電。
此外,四條線路的起點都在新疆東部,對廣袤的新疆南部沒有輻射。
“疆電外送”四條通道 圖片來源:阿勒泰新聞網(wǎng)
與此同時,隨著南疆地區(qū)的迅速發(fā)展,用電負荷增速已超全疆平均水平,預計今年南疆的最大負荷將超1400萬千瓦。
環(huán)塔電網(wǎng)上的和田地區(qū)民豐縣和巴音郭楞蒙古自治州且末縣兩地的電網(wǎng)長期位于新疆電網(wǎng)的末端(南端),即便升級后,最高電網(wǎng)等級僅為220千伏,與新疆電網(wǎng)主網(wǎng)聯(lián)系較弱,供電質量較差,遠遠無法滿足當?shù)禺a業(yè)需求。
環(huán)塔電網(wǎng)將輸電等級提升為750千伏,有力提高南疆整體用電安全性和可靠性。
在輸電能力上,環(huán)塔電網(wǎng)建成后,供電能力將提升80萬—100萬千瓦,負荷承載力提高了4倍,徹底解決南疆五地州的缺電問題。
其次,環(huán)塔電網(wǎng)能疏通新能源消納瓶頸,激活沙漠電力資源富礦。
說起電能,南疆可是風光水電資源稟賦極佳的地方,清潔能源裝機占比超66%。
由于外送通道不足,南疆的稟賦變成了茶壺里煮的餃子,大量綠電無法消納。
且末、若羌的光伏治沙基地的電力,就時常面臨“發(fā)得出、送不走”的棄電困境。
環(huán)塔電網(wǎng)東端,若羌400萬千瓦光伏項目 圖片來源:新華社
環(huán)塔電網(wǎng)投運后,通過超高壓技術將綠電輸送至東部負荷中心,實現(xiàn)“沙漠發(fā)電,全國用電”,直接將新能源的接納能力提升了800萬千瓦,帶動南疆5000萬千瓦新能源開發(fā),顯著改善棄光率。
另外,不單是發(fā)電送電,僅環(huán)塔電網(wǎng)工程本身就撬動了超過283億元的產業(yè)投資,還創(chuàng)造出超8000個就業(yè)崗位,覆蓋能源、制造、交通等多個領域,其他關聯(lián)服務行業(yè)的消費和就業(yè)崗位更是不計其數(shù)。
新疆電力不僅要外輸,也得有自用。
環(huán)塔電網(wǎng)將南疆五地州106萬平方公里土地納入同一個電力版圖,是當?shù)禺a業(yè)振興的“催化劑”。
線路輻射地區(qū)那些依賴高可靠電力的項目也紛紛活了起來,若羌的鋰電、巴州的油氣加工、喀什的自貿區(qū)等項目,不可枚舉。
國內單體最大碳酸鋰項目一期2023年在新疆若羌投產 圖片來源:若羌縣融媒體中心
穩(wěn)定的電力供應,還會吸引更多企業(yè)來到南疆。
還需要指出的是,雖然全線都在新疆省內,但著眼點還是全國,環(huán)塔電網(wǎng)的建設成功,推動新疆形成“內供七環(huán)網(wǎng)、外送五通道”主網(wǎng)架,串聯(lián)起準東煤電基地、昆侖山光伏走廊,實現(xiàn)與青海電網(wǎng)互聯(lián),起到內聯(lián)外通,升級骨干網(wǎng)架的作用,為國家整體的能源安全又上了一道保險。
2024年華東寒潮期間,新疆綠電就通過當時的網(wǎng)架,將電力12小時直送長三角。
環(huán)塔電網(wǎng)既打通了新疆內部供電的“最后一公里”,又串聯(lián)起疆電外送通道“主動脈”,還能保障全國的用電需求和電網(wǎng)安全。
隨著5000萬千瓦新能源基地的開發(fā),在未來,這條銀項鏈將成為我國西部能源轉型的核心載體,拉動東西部共同發(fā)展。
前兩天,國家能源局對外發(fā)布了7月全社會用電量,達1.02萬億千瓦時,同比增長8.6%。
一個月全社會用電量突破萬億千瓦時大關,這在全球也屬首次!
用電負荷持續(xù)攀升,停電狀況卻越來越少了。
我們在家中輕按開關,電燈瞬間亮起,這個簡單的動作背后是一個龐大而精密的系統(tǒng)工程在運行支撐。
從能量移動的角度看,中國的輸電系統(tǒng)本質上是一個巨型的能量搬運網(wǎng)絡,核心任務是解決能源生產與消耗的地理失衡。
我國70%的煤電、80%的水電和大部分風光新能源都集中在西部和北部生產,可電力消費方面,中東部地區(qū)卻占了近70%。
也就是說,我國的電力輸送,如果點對點的話,在地理的跨度需要達到3000公里以上,大概等于上海到烏魯木齊的直線距離。
±800千伏錫盟—泰州特高壓直流輸電工程 圖片來源:內蒙古日報
長距離輸電能解決清潔能源的消納問題,讓西部荒漠的風電和光電、西南的水電高效送至中東部電力緊缺的地區(qū)。
正因有這樣的需求,中國建設成了世界最強大最先進的電網(wǎng)體系。
我國布局的電網(wǎng)體系,通過三大措施保障用電穩(wěn)定可靠。
一是通過骨干網(wǎng)架與跨區(qū)互聯(lián),建成以特高壓為骨干的“全國一張網(wǎng)”,實現(xiàn)跨區(qū)域電力互濟,支撐能源資源與負荷中心高效匹配。
二是通過統(tǒng)一市場機制,構建“1+6”全國統(tǒng)一電力市場規(guī)則體系,統(tǒng)一計量結算、注冊標準,破除省間壁壘。推動跨電網(wǎng)經營區(qū)交易,擴大資源優(yōu)化配置范圍。
三是通過多維度保供體系,建立“一體化”調峰機制,應對極端天氣與高峰負荷,并提升負荷側靈活性。
新疆環(huán)塔電網(wǎng)是區(qū)域工程,也是全國電網(wǎng)體系的重要一環(huán)。
中國電網(wǎng),了不起!
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