《电子技术应用》

青海-河南±800kV特高压直流输电工程概况及进展

2018/8/10 20:15:53

  8月8日,总投资约268.3亿元的青海-河南特高压直流输电工程正式启动。“建设青海-河南特高压直流,对于我国能源产业发展具有重要的示范作用,代表着新能源开发外送的方向,有助于充分发挥青海的清洁能源优势,满足河南的能源电力需求,并将有力推动两省的能源电力工业创新升级,对扶贫工作、西部大开发等国家战略意义重大。”国网电网公司总经济师赵庆波在青海-河南特高压直流输电工程可行性研究工作启动会上表示。

  青海-河南特高压直流输电工程是青海省首条特高压外送通道,工程起于青海省海南藏族自治州境内,途经青海、甘肃、陕西、湖北、河南等5省,止于河南驻马店地区,输电电压等级为±800千伏,输送容量1000万千瓦,全线总长约1582公里,计划年内完成工程可研设计,2018年开工建设,2020年建成投运。根据前期预可研,工程送端换流站将接入750千伏交流系统,受端换流站将分层接入1000千伏和500千伏交流系统。

  作为落实习近平总书记关于新型能源产业基地重要指示精神的工作举措,进入可研阶段的青海-河南特高压直流输电工程,完全靠清洁能源自身互补能力独立供电,将是全国乃至全世界第一条专为清洁能源外送而建设的特高压通道,并有望在技术上实现远距离输送大规模可再生能源的突破。工程建设后,不仅将有力促进青海能源资源优势转化,全面提升海西、海南新能源基地发展水平,推动青海清洁能源示范省建设;而且可有效解决中东部地区环境污染问题,推动能源资源在全国范围内优化配置,为全国能源生产和消费革命提供典型示范。

  1 概述

  1.1 工程建设必要性

  能源资源与生产力布局分布不平衡的基本国情决定了我国能源资源须在全国范围内优化配置。我国煤炭、太阳能和风能资源主要分布在西部、北部地区,而华中地区一次能源相对匮乏,后续开发能力不足,能源需求矛盾突出,需从外区输入能源。本工程的建设将实现西部可再生能源直供中东部地区负荷中心,为实现大范围内资源优化配置创造了有利条件。

  青海省拥有丰富的太阳能、风能及水能等多种清洁能源,资源条件好,开发潜力大,是我国重要的战略资源储备基地和能源基地。将西部可再生能源直供中东部地区负荷中心,有利于落实能源战略,优化能源结构,减少环境污染,实现低碳绿色发展。青海省大规模清洁电力外送,有利于发挥青海省清洁能源优势,打造多种清洁能源互补开发、综合利用的纯清洁能源示范区,可以带动新能源全产业链创新发展,促进青海省产业结构转型升级。

  河南省是实施“中部崛起”战略的重要省份,由于经济持续快速增长,用电需求旺盛。河南省接受大规模清洁电力,符合国家能源发展战略,既可保障本省用电负荷增长需要,也有利于调整自身能源结构。

  《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》中提出统筹各类电源建设,逐步提高非化石能源消费比重。合理布局能源富集地区外送,建设特高压输电和常规输电技术的“西电东送”输电通道。并提出根据市场需求,积极推进青海外送通道研究论证。因此本工程的建设符合《电力发展“十三五”规划(2016-2020年)》的精神要求。

  综上,青海-河南±800kV特高压直流输电工程的建设,既可以满足河南电网电力负荷需求,提高清洁电力比重,又可以发挥青海省清洁能源优势,促进青海省产业结构转型升级,实现能源资源在更大范围内的优化配置,促进送、受端地区的经济发展,有利于落实我国能源战略,减少环境污染。因此,本工程的建设是必要的。

  1.2 工程概况

  1.2.1 总述

  本工程建设内容包括:新建送端±800kV海南换流站(含接地极和接地极线路,以下简称“海南换流站”)、新建受端±800kV驻马店换流站(含接地极和接地极线路,以下简称“驻马店换流站”)、新建青海-河南±800kV直流输电线路(以下简称“直流输电线路”)约1577.5km。

  1.2.2 海南换流站

  1.2.2.1 换流站

  (1)站址

  海南换流站推荐站址位于青海省海南州生态太阳能发电园区内。行政区属于青海省海南藏族自治州共和县铁盖乡,北距共和县城约30km,东侧约6km为龙羊峡水库,站址东侧紧邻沿库砂石路。

  (2)建设内容及规模

  ±800kV直流双极出线1回,双极额定输送功率10000MW;接地极出线1回;换流变24台,另设4台备用,单台容量暂按509.4MVA考虑;阀组接线按每极2组12脉动阀组串联考虑;交流滤波器总容量约6240Mvar,分4大组、20小组,单组容量300(12小组)-330Mvar(8小组);750kV交流配电装置采用户内GIS设备。海南换流站本期暂按装设4×300Mvar调相机考虑,每台调相机设置1台360MVA的调相机变压器。

  1.2.2.2 接地极系统

  (1)接地极

  接地极推荐极址位于青海省海南藏族自治州贵南县森多镇东南约8.5km,西北距换流站约70km。采用浅埋同心双圆环布置。

  (2)接地极线路

  接地极线路长度约109.6km,途经青海省海南藏族自治州共和县、贵南县。

  1.2.3 驻马店换流站

  1.2.3.1 换流站

  (1)站址

  驻马店换流站推荐站址位于河南省驻马店市上蔡县蔡沟乡,西距上蔡县城约27km,南距黑河约1km,S331省道紧邻黑河南侧。

  (2)建设内容及规模

  ±800kV直流双极出线1回,双极额定输送功率10000MW;接地极出线1回;换流变24台,另设4台备用,单台容量暂按488MVA考虑;阀组接线按每极2组12脉动阀组串联考虑;换流站无1000kV交流出线,500kV交流出线本期4回;1000kV交流滤波器总容量为3420Mvar,分2大组、12小组,小组容量约为285Mvar;500kV交流滤波器总容量为3450Mvar,分3大组、15小组,小组容量约为230Mvar;500kV/35kV降压变2组,单组容量160MVA;500kV/35kV降压变35kV侧装设4组35kV低压并联电抗器,单组容量60Mvar;1000kV交流配电装置采用户外GIS设备;500kV交流配电装置采用户内GIS设备。

  1.2.3.2 接地极系统

  (1)接地极

  接地极推荐极址位于河南省驻马店市正阳县铜钟乡姚寨村。采用浅埋同心双圆环布置。

  (2)接地极线路

  接地极线路长度约110.0km,途经河南省驻马店市上蔡县、平舆县、汝南县、正阳县。

  1.2.4 直流输电线路

  本工程直流输电线路起于青海省境内的海南换流站,止于河南省境内的驻马店换流站,总长约1577.5km,采用单回双极架设。途经青海省(海南藏族自治州、黄南藏族自治州)、甘肃省(甘南藏族自治州、定西市、陇南市)、陕西省(汉中市、安康市、商洛市)、河南省(南阳市、平顶山市、驻马店市),共4个省级行政区,11个地市级行政区,37个县级行政区。其中,青海省境内全长约234.3km,甘肃省境内全长约442.9km,陕西省境内全长约521.5km,河南省境内全长约378.8km。

  1.3 工程设计工作过程

  根据国家电网公司的统一安排,本工程可行性研究工作由国网经济技术研究院有限公司(以下简称“国网经研院”)牵头,中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司(以下简称“西北院”)、国核电力规划设计研究院有限公司(以下简称“国核院”)、上海电力设计院有限公司(以下简称“上海院”)、青海省电力设计院(以下简称“青海院”)、广东省电力设计研究院有限公司(以下简称“广东院”)、江苏省电力设计院有限公司(以下简称“江苏院”)、甘肃省电力设计院有限公司(以下简称“甘肃院”)、陕西省电力设计院有限公司(以下简称“陕西院”)、湖北省电力勘测设计院有限公司(以下简称“湖北院”)、河南省电力勘测设计院有限公司(以下简称“河南院”)、中国电力技术装备有限公司(以下简称“中电装备”)、中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司(以下简称“中南院”)等单位参与合作完成。电力规划设计总院于2018年1月31日-2月1日在北京召开了本工程可行性研究报告评审会,于2018年2月27日-28日在北京召开了本工程可行性研究报告评审收口会,电力规划设计总院以电规规划[2018]57号《关于报送青海-河南±800kV特高压直流输电工程可行性研究报告评审意见的通知》印发了本工程可研审查意见。

  本工程初步设计工作由国网经研院牵头,西北院、国核院、中国电力工程顾问集团西南电力设计院有限公司(以下简称“西南院”)、山西省电力勘测设计院有限公司(以下简称“山西院”)、青海院、江苏院、广东院、甘肃院、中国电力工程顾问集团华北电力设计院有限公司(以下简称“华北院”)、山东电力工程咨询院有限公司(以下简称“山东院”)、四川电力设计咨询有限责任公司(以下简称“四川院”)、河北省电力勘测设计研究院有限公司(以下简称“河北院”)、内蒙古电力勘测设计院有限责任公司(以下简称“内蒙院”)、安徽省电力设计院有限公司(以下简称“安徽院”)、中国电力工程顾问集团东北电力设计院有限公司(以下简称“东北院”)、浙江省电力设计院有限公司(以下简称“浙江院”)、陕西院、湖北院、河南院、湖南省电力设计院有限公司(以下简称“湖南院”)、中南院、福建省电力勘测设计院有限公司(以下简称“福建院”)、中国电力工程顾问集团华东电力设计院有限公司(以下简称“华东院”)等单位参与合作完成。电力规划设计总院于2018年5月16日-17日在北京召开了本工程直流输电线路初步设计路径方案评审会,并以电规电网[2018]185号《关于印发青海-河南±800kV特高压直流输电线路工程初步设计路径方案评审会议纪要的通知》印发了本工程直流输电线路初步设计路径方案审查意见。

  1.4 环境影响评价工作过程

  2017年9月29日,国家电网公司直流建设部以直流计划[2017]113号《国网直流部关于开展青海-河南±800kV特高压直流输电工程环境影响评价、水土保持方案报告及用地预审工作的通知》,委托西北院、华东院、国电环境保护研究院有限公司(以下简称国电环保院)、中南院承担本工程环境影响评价工作。其中西北院为汇总单位,负责编写本工程环境影响评价工作大纲,并负责报告书编制的总体协调、进度控制、汇总出版和送审报批工作。委托电力系统电磁兼容和电磁环境研究与监测中心负责本工程青海省、甘肃省及陕西省境内的电磁、声环境现状监测和全线直流输电线路有关的预测计算;委托湖南省电力环境监测中心站负责本工程河南省境内的电磁、声环境现状监测。此外,本环评委托北京师范大学(以下简称“北师大”)协作完成生态影响评价。

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  2  项目工程及主要设备

  2.1 换流站工程

  2.1.1  海南换流站

  建设规模及主要设备

  1)建设规模

  直流额定电压:±800kV;双极额定输送功率:10000MW。

  换流变:换流变24台,另设4台备用,单台容量暂按509.4MVA考虑。

  ±800kV直流出线1回(双极);接地极出线1回。

  容性无功补偿容量:交流滤波器总容量约6240Mvar,分4大组、20小组,单组容量300(12小组)-330Mvar(8小组)。

  阀组接线:按每极2个12脉动阀组串联考虑。

  调相机:装设4×300Mvar调相机,每台调相机设置1台360MVA的调相机变压器。调相机冷却系统采用机力通风干湿联合冷却系统(即空冷器+闭式蒸发冷却塔)。

  2)主要设备

  换流变:采用单相、双绕组式,全站共24台,另设4台备用。

  换流阀:每极2组12脉动阀组串联,全站共4组12脉动阀组;每极设高、低压阀厅各一个,全站共4个阀厅。换流阀外冷系统设计推荐采用运行成熟、安全的空冷加水冷方案。

  直流开关场:主要装设平波电抗器、直流滤波器、直流电流测量装置、直流电压测量装置、隔离开关等设备。其中,平波电抗器采用干式。直流场户外布置。

  交流开关场:750kV交流配电装置采用户内GIS设备。

  交流滤波器场:全站共20小组交流滤波器,组成4大组。采用户外HGIS设备。

  2.1.2  驻马店换流站

  建设规模及主要设备

  1)建设规模

  直流额定电压:±800kV;双极额定输送功率:10000MW。

  换流变:换流变24台,另设4台备用,单台容量暂按488MVA考虑。

  ±800kV直流出线1回(双极);接地极出线1回。

  交流出线:无1000kV交流出线;500kV交流出线本期4回。

  容性无功补偿容量:1000kV交流滤波器总容量为3420Mvar,按2大组、12小组考虑,单组容量285Mvar;500kV交流滤波器总容量为3450Mvar,按3大组、15小组考虑,单组容量230Mvar。

  降压变:配置2组500kV/35kV降压变,单组容量为160MVA。2组降压变低压侧各配置2×60Mvar电抗器。

  阀组接线:按每极2个12脉动阀组串联考虑。

  2)主要设备

  换流变:采用单相、双绕组式,全站共24台,另设4台备用。

  换流阀:每极2组12脉动阀组串联,全站共4组12脉动阀组;每极设高、低压阀厅各一个,全站共4个阀厅。换流阀外冷系统设计推荐采用运行成熟、安全的空冷加水冷方案。

  直流开关场:主要装设平波电抗器、直流滤波器、直流电流测量装置、直流电压测量装置、隔离开关等设备。其中,平波电抗器采用干式。直流场户外布置。

  交流开关场:1000kV交流配电装置采用户外GIS设备;500kV交流配电装置采用户内GIS设备。

  交流滤波器场:全站1000kV侧配置12组交流滤波器,采用2大组分组方案;500kV侧配置15组交流滤波器,分为3个大组。采用户外布置。

  2.2 直流输电线路工程

  本工程直流输电线路起于海南换流站,止于驻马店换流站。全长约1577.5km。

  直流输电线路途经青海省(海南藏族自治州、黄南藏族自治州)、甘肃省(甘南藏族自治州、定西市、陇南市)、陕西省(汉中市、安康市、商洛市)、河南省(南阳市、平顶山市、驻马店市)。其中,青海省境内全长约234.3km,甘肃省境内全长约442.9km,陕西省境内全长约521.5km,河南省境内全长约378.8km。本工程直流输电线路地理位置示意图详见附图1。


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