“疆电东送” 戈壁资源补中原

哈郑等项目投运可间接解决30万人就业;并能有效抑制华中地区电价

【工程名片】

5月13日，哈密南-郑州±800千伏特高压直流输电工程在全程2210公里的24个标段正式开工，这也是资源富饶的新疆的第一个“疆电外送”特高压项目。所谓特高压即可以满足远距离、高功率、低损耗的电力输送。

该工程投资234亿元，输电功率达到800万千瓦，线路全长2210公里，是目前全球电压等级最高、输送线路最长、输送功率最大的直流输电工程项目，也是中国用特高压电网第一次大规模同时接入煤电和风电等新能源。

项目在2014年投运后，新疆丰富的煤电和风电等资源将直接送入华中电网，满足中东部经济发展需求，理论年送出电量700亿千瓦时，实现煤炭资源转化3000万吨。

新疆资源丰富，煤炭预测储量2.19万亿吨，占全国预测储量的40%，陆上风能资源占全国总量的37%。不过由于自身消化能力有限，又没有外送通道，这些资源无法有效转化。

今年5月13日，哈郑±800千伏直流特高压电网项目、新疆-西北主网联网750千伏第二通道工程同时开工建设。

哈郑工程是目前输送能力最大、输送距离远和电压等级最高的特高压直流项目，也是第一次大规模接入煤电和风电等新能源。如果哈郑直流建成后，这里的风电可以直接送出去，转化为经济效益。

拉动投资3000亿元

哈密南素有百里风区之称。不过，在2010年11月第一条750千伏的疆电外送通道前，这里的风并没有发挥任何经济和社会价值。

8月19日，天气晴。从哈密市区出发，越野车在荒漠公路上行驶了近2个小时才到著名的百里风区十三间房，这里的风速一般可达到15米/秒，行驶中的越野车也有些左右摇摆。

数据显示，去年新疆装机容量2100万千瓦，但负荷仅有1490万千瓦，也就是说新疆电力盈余空间很大。而在2010年之前，新疆电网仍是孤立的电网，即使电力有富余也难以外送。

2010年11月，新疆电网与西北主网联网的750千伏线路正式投运，实现了新疆电网与西北电网的联通，进入全国大电网，为新疆电力外送打通了第一条通道。

因为有了外送通道——新疆电网与西北主网联网的750千伏线路，自2011年底，华电十三间房风电场2期共10万千瓦装机容量的风电场陆续并网发电。

魏守明在哈密两个煤电厂干了36年后，去年来到了风电场，管理安全生产。他告诉记者，今年的发电情况还不错，目前时间过半，任务也过半了。 “现在风电场管理先进多了，在控制室里点点鼠标就行了，风太大，风机也会自己停止运转。”

但老魏也坦言，现在这条750千伏的外送通道还连着酒泉风电基地，大家都想把自己的风电外送，新疆风电外送还是受到一定影响。

据国家电网测算，哈郑±800千伏直流特高压电网项目、新疆-西北主网联网750千伏第二通道工程两条线路投运后，可直接拉动投资达3000亿元，可提高新疆GDP约1.5个百分点，增加就业岗位6万个，间接可解决30万人的就业，增加地方政府税收超过20亿元/年。

新疆河南尝“甜头”

去年，新疆就尝到了甜头，国家电网新疆电力调度通信中心调度运行处长杨永利告诉记者，新疆去年共外送电力130万千瓦，外送电量达到32亿多度。

据了解，目前新疆风电、火电上网电价约为0.6元/千瓦时和0.25元/千瓦时，若以0.4元/千瓦时平均价格粗略计算，去年，新疆售电收入就达13亿元。

除了新疆，受端的河南也是受益者。中原地区经济发展需要大量的能源支撑。

据河南省电力公司预测，到2015年预计河南全省最高用电负荷达6500万千瓦，最大供电缺口1500万千瓦左右。

电从哪里来?据了解，哈郑直流投运后，每年可向华中地区输送480亿千瓦时电量，相当于输送2210万吨煤炭，可减少二氧化硫排放31.7万吨、减少氮氧化物排放26.7万吨。若以装机60万千瓦的火电厂计算，相当于少建了16个火电厂。

除此之外，新疆的燃料成本低，扣除输电环节的费用后，到达受端的电网的电价仍低于当地煤电平均上网电价0.06-0.13元/千瓦时。这也有利于抑制当地电价上涨。

    能源布局的惟一选择

根据新疆风能、煤炭资源丰富的特点，国家电网公司共规划了三条特高压项目，计划在“十二五”期间建设哈密南-郑州、哈密北-重庆、准东-成都三个特高压直流项目，目前后两个项目还未开工。2015年，形成3000万千瓦“疆电外送”能力。

说到规划特高压建设，国家电网相关负责人介绍，我国76%的煤炭资源分布在北部和西北部;80%的水能资源分布在西南部;绝大部分陆地风能、太阳能资源分布在西北部。同时，70%以上的能源需求却集中在东中部。

能源基地与负荷中心的距离在1000到3000公里。这就提供了两个选择，或在负荷中心区建设电站，或在资源中心区建设电站后外送电力。但在负荷中心建火电厂，煤炭运输、环境容量都成问题，而现有的电网又无法实现大容量电力搬运，因此，在资源中心建特高压电力通道成唯一选择。

此外，建特高压电网还有利于更大规模的消纳风电。据测算，如果风电仅在省内消纳，2020年全国可开发的风电规模约5000万千瓦。而通过特高压跨区联网输送扩大清洁能源的消纳能力，全国风电开发规模则可达1亿千瓦以上。

特高压让煤从“空中行走”2200公里

哈郑特高压从新疆送电至中原，不但面临复杂地理环境，还须攻克电流电压转换、长途输送两大难关

“夏季拼水，冬季拼煤”，这对许多能源缺乏的城市而言，是每年不得不面对的两道能源关卡。而对于能源充足的新疆来说，如果将能源输送出去实现“疆电外送”，也是不得不面对的技术高峰。

随着我国能源战略西移，大型能源基地与能源消费中心的距离越来越远，能源输送的规模也将越来越大。而特高压将长距离输送电力的梦想变成现实，将“煤从空中走”变成了现实。

哈密南湖戈壁腹地，夏天地面温度最高达到60℃以上，几乎寸草不生，只有荒滩、碎石、还有飞沙走石的大风。就在记者抵达采访的前两天，有个工程队的厨房帐篷被风吹跑了，锅也被吹跑了，到现在还没找回来。

4人挖坑一天只能挖30厘米

5月13日，哈郑直流正式开工。全程2210公里被分为24个标段同时开工。哈密段是第一标段，全程101.274公里，共分为200个基坑作业点，这一段是条件最为艰苦的地方，施工地点全在戈壁上。

126号基坑附近最大的基地，工人过百。因为距离大本营哈密郊外太远，来回一趟就要4个小时，路上又颠簸，工人们宁愿在这里搭帐篷，住地窝子。

刚开始这里路都没通，工程队来到的第一件事是先花了20天修路。哈密特高压的第一标段项目经理李波说，“如果按照方便施工来看，应该把坡修得平坦些更好，这样每天运来的混凝土会更多些，但施工有环保要求，我们要尽量少地改变原来的地形地貌。填路的土也都是从外面一点点拉进来的。”

现在他们的主要工作是挖下一个5米深的坑，然后再扎上钢筋，用混凝土浇筑作为电网铁塔的基座。

李波从20岁退伍后就来到了新疆送变电工程公司干电网工程，这是第一次在戈壁上建特高压。在戈壁，物资匮乏是常要面临的问题。混凝土进不来，就要自己建装置自己搅，搅拌用水也要从70公里外的骆驼圈子拉上来，拉一趟水40方，每天花费2000块钱。

“特高压的施工要求高，为了适应戈壁的气候，基础圆形底座立柱的倒角也要求是圆形的，这样可以提高耐用性，以前从来没有过。”李波告诉记者，原来大家还有侥幸心理，以为到送变电工程公司直接拿个现成的模板就行了，没想到不但他们没有，而且在全国找了好几家钢铁厂，都没有现成的模板。峰回路转，终于有个厂家答应能做模板，但是一套模板报价高达20万。“太贵了，这逼得我们自己完全用手工的办法，反复琢磨制作出模具，把成本降到了5万。工期这么紧，光倒角就花了20天，这是最出乎我们意料的。”

在戈壁施工，即使是最简单的挖坑也困难重重。在戈壁腹地，地面下有坚硬的岩石层，用普通的风镐设备挖掘基本没用，最后也只得租来一台少有的旋挖钻。这样一台机器摆在荒漠戈壁上，若只见照片活像是月球探测车。“我们曾经试过，但3、4个工人一天只挖出来二三十厘米。”项目部26岁年轻的总工程师杨云雷说。按照工程设计要求，基坑的深度在5米左右，挖好后还要人工再下去掏挖出一个更大面积的底座。

按照工程进度要求，春节前立完铁塔，春节后将开始放线。

    90米高铁塔只能“拼”起来

特高压的电压等级高，铁塔高度和导线重量都不同于以往，也给组塔和架设导线带来了难度。

普通220千伏电压等级的铁塔高度最高30米，重量在7、8吨，但特高压铁塔最矮的也有54米，最高的铁塔达90米，重量在50吨左右。

由于传输功率大，哈郑特高压首次使用6分裂1000平方毫米的大截面导线，使得导线重量增加，也给放线增加了难度。对于较矮的铁塔采取的办法是在地面组塔，然后用130吨的吊车吊起来。

但是，对于90米的铁塔，就只能采取传统的抱杆法了。即在塔中心位置先立杆子，以此为中心将组件吊上去组装起来。“一次只能吊3吨左右的组件，在60米高处必须设有休息区让员工休息。”

放线的难度也不小，一般一次性展放距离6公里，而导线的重量就8、9吨，要将如此重的导线牵引并搭上铁塔，对牵引设备要求很高。“现在这样的设备国内可能还没有，需要从国外引进，我们预计的方案是先牵4根导线，再牵两根导线。”李波非常谨慎地解释，并再三强调这可能还不是最终的方案。

核心设备制造要求达世界极限

哈郑特高压线路的核心是两座换流站，两头各一座，作用是改变电压和电流。一边负责将电厂发来的电送上特高压电线，一边将新疆送来的电接下来，送到华中电网。

在哈密南湖戈壁，哈密南换流站目前还在土建阶段，这里距离罗布泊只有300公里。占地24万平方米的区域被分割成三块正在施工，分别是750千伏、500千伏线路接入工程以及换流站的核心设备区域。它要实现的功能是将从哈密送出的风电、火电等从500千伏、750千伏的交流电转换成正负800千伏的直流电送出。

国家电网直流建设部换流站副处长黄勇告诉记者，换流站中最核心的设备就是换流变压器和换流阀。由于输送功率太大，对设备制造的要求已经快达到世界电工设备制造的极限，现有设备无法承载。“如果简单地增加设备元件和数量或许可以解决问题，但如果造成一座楼那么大也不现实，运输条件也不满足，因此只能不断地优化方案，例如提高换流阀通过电流的能力，增强单个设备元件的承受能力等。”

在前期设计中，电网公司还要考察设备厂商的制造能力。目前哈郑直流所用的变压器等设备在全球范围内也是首次研发，国内多家电器设备厂商，特变电工、西变、许继集团等正在参与研制。

此外，800万千瓦功率的电力在2000多公里的导线中如果安全运行，这也是最难的事情。黄勇给记者做了一个比喻，“这就像是一股非常大的水流，通过高速通道长途奔袭而来，我们不仅要解决它平稳流动，还要保证水冲过来后不对其他道路带来大的冲击。”

黄勇说，在做哈郑直流方案之前首先要考虑的就是系统网架的设计方案，比如说要看受端电网能否承受这么大的能力，对其需求做出预测，对现有电网薄弱环节进行强化，进行稳定控制的措施，一旦一个环节出现问题，就可能出现大停电的情况，“这项准备工作就花了1年多时间。”