(本文摘编自电力专著《中国电网里程碑工程(1949~2022)》,转载请注明出处。)
内容提要 电力天路——青藏电力联网工程是青藏高原系列输电工程中的第一个工程,由以下三个项目组成: 1、西宁—柴达木(格尔木)750kV输变电工程; 2、柴达木(格尔木)—拉萨±400kV直流输电工程; 3、西藏中部220kV电网工程 这是落实中央第五次西藏工作座谈会精神、实施西部大开发战略2010年国家计划新开工23项重点工程之一,也是国家电网公司“十二五”规划的重点项目,以及造福青藏各族人民的民生工程、惠民工程和光明工程。 2011年12月9日工程建成投运,改变了西藏电网长期孤网运行的历史,有利于解决制约西藏社会经济发展的缺电问题,实现了除台湾外全国电网互联,对于全国联网格局形成、促进青藏经济社会发展具有重要意义。 |
750kV输电线路1
一、工程背景
青藏高原是我国重要的安全屏障、生态屏障和战略资源基地,在国家安全和发展方面具有重要战略地位。
2010年以前,西藏电网长期孤网运行,最高电压等级为110kV(第一个220kV曲哥变电站2010年10月投运),网架薄弱,部分地区仅靠小型水电站、太阳能光伏电站和柴油发电机等供电,边远地区甚至无电可用,不能满足人民生产生活需要,制约经济社会发展。
(本文摘编自电力专著《中国电网里程碑工程(1949~2022)》,转载请注明出处。)
国家历来高度重视西藏工作,历次西藏工作座谈会都根据现实情况作出重大决策部署。2010年1月,中央第五次西藏工作座谈会指出,要以经济建设为中心,确保经济社会跨越式发展,确保国家安全和西藏长治久安。国家电网公司认真贯彻落实中央决策部署,围绕“加强基础设施建设和能源资源开发”的要求,加快推进西藏电网发展。
750kV输电线路2
工程穿越青藏高原腹地,沿线高寒缺氧、冻土广布,挑战“沿线海拔最高、冻土区最长”两个世界之最,面对“高原高寒地区冻土施工困难、高原生理健康保障困难、高原生态环境极其脆弱”三大世界难题,国家电网公司提出了“只许成功、务期必成”的要求,确立了将工程建成“安全可靠、优质高效、自主创新、绿色环保、拼搏奉献、平安和谐”和具有世界领先水平的高原交直流输变电精品工程的目标,建立了九大保障体系(组织保障、技术保障、物资供应及运输保障、安全质量保障、通信信息保障、医疗后勤生活保障、环保水保保障、新闻宣传保障、维护稳定保障),为工程建设全面推进和顺利建成打下了坚实基础。
750kV输电线路3
二、西宁—日月山—乌兰—格尔木750kV输变电工程
1、工程概况
西宁—日月山—乌兰—格尔木750kV输变电工程位于青海省境内,东起西宁市,西至海西蒙古族藏族自治州格尔木市,新建3座变电站、扩建1座变电站,线路全长2×746km,沿线海拔2420~3950m,地质条件复杂、生态环境脆弱、气候条件恶劣,是当时世界上海拔最高、输电线路最长、施工难度最大的高原750kV输变电工程。工程于2011年9月25日投运。
西宁—日月山—乌兰—格尔木750kV输变电工程示意图
工程具体建设内容如下:
(1)750kV西宁变电站(上图)。
(2)750kV日月山变电站(上图)。
(3)750kV海西开关站(上图)。
(4)柴达木换流变电站(上图)。
(5)750kV输电线路工程(上图)。
三、柴达木—拉萨±400kV直流输电工程
1、工程概况
柴达木—拉萨±400kV直流输电工程北起青海省柴达木(格尔木)换流变电站,南至西藏拉萨换流站,直流输电线路全长1038km,本期输送容量600MW、远期1200MW。工程沿线平均海拔4500m,最高海拔5300m,海拔4000m以上地区超过900km,穿越多年冻土地区550km,是当时世界上海拔最高、高寒地区建设规模最大、穿越多年冻土最长、施工难题最多的输电工程。工程于2011年12月9日建成投入试运行。
柴达木—拉萨±400kV直流输电工程示意图
2、具体建设内容如下:
(1)柴达木换流变电站(上图)。
(2)拉萨换流站(上图)。
柴达木—拉萨±400kV直流输电工程直流输电线路1(上图)
(3)直流线路(上图)。
(4)通信工程。
(5)安全稳定控制系统工程。
(本文摘编自电力专著《中国电网里程碑工程(1949~2022)》,转载请注明出处。)
四、西藏中部220kV电网工程
1、工程概况
西藏中部220kV电网工程由夺底、乃琼、曲哥、多林4个220kV变电站和558km输电线路组成,是青藏交直流联网工程的配套“落地”工程,位于西藏自治区拉萨市、日喀则市境内,工程沿线平均海拔4200m,最高海拔5300m,是世界上海拔最高的220kV输变电工程(乃琼变电站3675m,夺底变电站3825m,曲哥变电站3738m,多林变电站3900m)。工程于2011年8月18日投运(多林变电站及多林—乃琼线路于2012年12月29日投运)。
西藏中部220kV电网工程220kV线路1(跨越拉萨河)
西藏中部220kV电网工程示意图
2、建设规模
(1)藏发改交能(2008)782号文件核准的建设规模。
新建220kV交流线路558km,新建拉萨220kV变电站2座,总容量300MVA,新建日喀则220kV变电站1座,变电容量150MVA,以及相应的二次系统。项目总投资25亿元,资金来源为申请国家投资、申请国家电网公司配套。西藏电力公司为项目法人。
220kV夺底变电站(上图)
(2)发改能源(2011)1739号文件核准的建设规模。
工程静态投资87766万元,动态投资88637万元,安排中央预算内投资43883万元,其余部分通过贷款解决。西藏电力公司作为项目法人。
(3)发改能源(2011)2007号文件核准的建设规模。
工程静态投资82447万元,动态投资83306万元,安排中央预算内投资41224万元,其余部分通过贷款解决。西藏电力公司作为项目法人。
220kV乃琼变电站(上图)
220kV曲哥变电站(上图)
220kV多林变电站
西藏中部220kV电网工程220kV线路2(上图)
五、建设成果
青藏电力联网工程的成功建设,攻克了多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱和高海拔过电压与绝缘配合等世界难题,创造了高原高海拔地区电网工程建设奇迹。工程有效解决了西藏经济社会发展急需的用电问题,显著提升了西部电网在国家能源综合运输体系中的作用,积累的宝贵经验十分有益于后续工程借鉴。
(1)青藏电力联网工程建成结束了西藏电网孤网运行的历史,加强了西藏、青海及西北电网的主网架结构,提高了电网输送能力和安全稳定水平,为从根本上解决西藏城乡居民生活和工农业生产用电问题、促进西藏经济社会跨越式发展创造了条件。
西藏中部220kV电网工程220kV线路3
(2)藏中220kV电网建成标志着世界上最高海拔220kV电网形成,西藏电网电压等级由110kV提升为220kV,藏中电网核心网架结构加强,提高了供电能力和可靠性。
(3)青藏是世界生态之源,以水能为主的再生能源资源丰富,西藏电源结构以水电为主体,西藏与西北主网互联实现电力互济,解决了西藏中部电网季节性供需矛盾,提升了资源优化配置效率,有利于促进西藏水电资源的开发利用。
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(4)青藏电力联网工程加强了青海省海西电网和主网的联系,提高了海西电网输送能力和供电可靠性,有利于满足柴达木循环经济试验区和藏青工业园区的用电需求,同时为海西地区1000MW光伏电源并网发电提供坚强网架支撑,促进清洁能源发展。
(5)青藏电力联网工程丰富了我国直流输电工程的电压等级序列,取得了一批拥有自主知识产权、国内领先、国际一流的技术成果和完善的高原直流输电技术标准体系,填补了高原生理健康、高原生态环境保护、高原高寒地区冻土基础设计与施工、高海拔地区电网系统技术、设备研制与运输、施工技术等多方面的技术空白,推动了电网技术进步和升级。形成专利59项(其中发明专利12项),国家级和部级工法8项,发表论文100余篇,荣获国家科技进步二等奖、中国工业大奖、中华宝钢环境奖生态文明类大奖、国家优质工程金奖、国家优质投资项目特别奖、首批“国家水土保持生态文明工程”等多项荣誉,750kV西宁变电站、日月山变电站分别荣获中国建设工程“鲁班奖”。
柴达木—拉萨±400kV直流输电工程直流输电线路2
(6)青藏电力联网工程将主网电力安全可靠送到藏族人民生活居住区和边防驻地,有效解决了制约西藏发展和边防建设的缺电问题,极大地支持了西藏经济社会发展和边防建设,为维护边疆地区稳定、助力国防建设、增进民族团结、扶贫攻坚和保护生态环境等发挥了重要作用。
(7)青藏直流联网工程跨越暖温带和温带,地形地貌变化丰富,气候环境多样,沿线穿越高寒荒漠、高寒草原、高寒草甸、沼泽湿地等高寒生态系统,穿越可可西里国家级自然保护区、三江源自然保护区、色林错黑颈鹤自然保护区、雅鲁藏布江中游河谷黑颈鹤自然保护区和热振国家森林公园,珍稀濒危野生动植物物种资源多样,连片的多年冻土、湖盆、湿地,是我国及南亚地区重要的“江河源”和“生态源”。沿线自然生态环境原始、独特、敏感、脆弱,工程建设面临高原高寒植被及自然景观保护、珍稀野生动物栖息及迁徙(移)环境保护、自然保护区及江河源生态环境保护、高原冻土及高原湿地环境保护、水土流失控制等一系列重大环境问题。国家电网公司组织开展了《高原直流输电线路环境保护、电磁环境研究》《青海—西藏直流联网线路工程高原施工环保及水保研究》《青藏直流联网工程植被恢复与实验示范研究》等高原环境保护科技攻关,研究成果为工程环境保护设计和实施提供了科学依据。水土保持设施专项验收及竣工环境保护验收分别于2013年和2014年顺利通过水利部和环境保护部的专项验收,获得了高度评价。2012年获得“国家水土保持生态文明工程”称号,2014年荣获了生态保护类中华宝钢环境大奖。
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(8)建立实践了基于工程建设的高原医疗卫生保障体系。青藏电力联网工程全线海拔在2800~5300m,其中800余km在4500~5300m的特高海拔无人区,占全线的80%左右,沿线自然条件十分恶劣,面临低气压、低氧、低温、干燥、大风、强辐射的工作环境,为鼠疫等自然疫源疾病的疫区,含氧量约为内陆的50%,极端温差最大接近70℃,极易发生高原肺水肿、脑水肿等高原疾病,而且沿线医疗资源匮乏,医疗保障难度极大。为了践行“以人为本”的理念,克服高原高寒缺氧环境和自然疫源性疾病对人体的危害,保护参建人员的生命安全、身体健康、劳动能力,确保建设者上得去、站得稳、干得好,国家电网公司首次提出并建立统一的三级医疗卫生保障体系,组织开展了特高海拔高原肺水肿的临床救治、高原地区施工现场高压氧治疗、建设者由平原进入高海拔地区血压动态变化特征、高原坑洞施工现场长管道吸氧效果等方面的研究,解决了施工人员高原医疗保障难题,为实现零高原死亡、零高原伤残、零高原病后遗症、零鼠疫传播的“四零”目标提供了技术支持,确保了工程建设任务目标顺利实现。
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(9)形成了多年冻土区基础设计与施工关键技术。在青藏联网工程建设之前,输电工程大多建设在低海拔、高纬度低温多年冻土区,高海拔多年冻土地区输电线路的工程勘察与评价、基础选型设计及施工的参考资料较少。青藏电力联网工程开展了勘察、设计、施工和监测四个方向的研究,课题包括“冻土分布及物理力学特性研究”“高海拔多年冻土地区基础选型及设计研究”“高海拔多年冻土区锥柱基础真型试验”“预制装配基础试验研究”“高海拔、多年冻土地区铁塔基础施工技术研究”“冻土地温监测与稳定性”等多个专题研究。基于真型和模型试验成果,提出适合高原冻土区线路特性的多种基础型式及玻璃钢模板等多种防冻措施和相应的施工技术,首创了高海拔多年冻土区的预制装配式基础及抗冻拔效果显著的锥柱基础;在理论研究的基础上,经过反复论证,提出了多年冻土区基础经过一个冻结期而不需要一个冻融循环周期就可进行施工转序组塔的理论,经多年综合验证,冻土的含水量、密实度和强度均达到了设计要求;建立了多年冻土区输电线路冻土基础长期稳定性监测系统,为工程安全稳定运行提供了基础信息。历时五年,坚持产学研用紧密结合,攻克了多年冻土区输电线路杆塔基础工程的关键技术,取得了多项具有世界先进水平的冻土科研成果,总结了极具推广价值的工程实践经验。
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(10)形成了高海拔电气设计及设备制造成套技术。依托工程开展高海拔电气设计及设备制造技术研究,优化高海拔输变电设备绝缘配置,提升输电线路防雷特性,降低金具电磁环境影响,研制适应高海拔、强辐照、大温差环境的变压器、换流阀、电抗器等成套设备,填补了世界空白,占领了高海拔输变电装备的技术制高点,为工程长期安全稳定运行奠定基础。
(本文完)