夜色中的粵港澳大灣區直流背靠背電網東莞工程。陳振良 攝
南方電網廣東廣州供電局工作人員在巡視工程開關和刀閘設備。 鄭淩霄 攝
目前，粵港澳大灣區直流背靠背電網工程已建成，計劃于5月25日正式投産，這是世界上容量最大的柔性直流背靠背工程。
抓項目就是抓發展，謀項目就是謀未來。以粵港澳大灣區直流背靠背電網工程為代表的廣東目標網架工程建成後，將從根本上化解廣東電網短路電流超標、多直流落點風險、大面積停電三大問題，顯著提升廣東電網電力供應和配置能力。預計2022年將支撐西電東送電量不低于1883億千瓦時，廣東省東西部電力交換能力由410萬千瓦提升至1000萬千瓦。
“這是世界上第一個把柔性直流用到解決係統安全穩定運作方面的項目。粵港澳大灣區直流背靠背電網工程建成以後，可以係統性地解決短路電流超標的問題，給電網的安全穩定提供支援。”中國工程院院士、南方電網首席科學家饒宏説。
強基礎
大灣區的供電能力將提升80%
粵港澳大灣區是我國開放程度最高、經濟活力最強的地區，同時也是華南電力負荷最為集中的區域——珠三角地區負荷佔廣東全省負荷的77%。
據測算，2025年廣東全社會用電量將達9000億千瓦時，最大負荷達1.65億千瓦；到2035年，廣東全社會用電量將達10100億千瓦時，最大負荷將達1.93億千瓦。
由于電力負荷集中，500千伏變電站與輸電線路特別密集，極易造成電網短路。而且作為我國接受西電東送規模最大的省級電網，一旦“支流”堵塞，就會造成“幹流”水位暴漲，最終“洪水泛濫”。
補短板項目趕前抓早、持續加力，才能更好滿足人民美好生活需要。粵港澳大灣區直流背靠背電網工程歷時17個月完成開工建設，施工現場施工人員長期超過1000人，最高峰達1500人。據了解，粵港澳大灣區直流背靠背電網工程主要分為兩個部分：一是廣州工程，連接珠西北區域電網、珠東北區域電網；二是東莞工程，連接珠西南區域電網、珠東南區域電網。工程建成後，在大灣區內部，原本連成一片的大電網將分解為多個不同步的小區域電網，彼此之間有“防火牆”避免“火燒連營”：一個小區域出現故障，可以快速隔離，將停電控制在小區域。
“就是把交流電力係統通過直流實現相互獨立聯網，就像‘背靠背’的兩個人平時‘彼此支援’，遇到無法排除的故障‘隨時放手’，避免大面積停電。”南方電網廣東電網基建部總經理龐鵬説，外環中段、粵港澳大灣區直流背靠背電網工程等廣東目標網架係列工程全部投産後，粵港澳大灣區的供電能力將提升80%，堪稱保障粵港澳大灣區電網安全的“穩定器”。
增後勁
保障清潔能源安全穩定並網
廣東正規模化開發海上風電，推動項目集中連片開發利用，打造粵東、粵西千萬千瓦級海上風電基地，支撐可再生能源快速發展。具有隨機性、間歇性、波動性特徵的新能源將大規模並網，風電和光伏2025年省內裝機容量2800萬千瓦。分布式能源係統、電動汽車、儲能等互動式能源設施廣泛接入，將從發輸配用各個環節深刻影響電力係統運作。粵港澳大灣區直流背靠背電網工程換流站將起到調峰調頻、保障清潔能源安全穩定並網的作用。廣東目標網架係列工程將提升電力輸送容量約6500兆瓦，其中粵港澳大灣區直流背靠背電網工程達600兆瓦。
粵港澳大灣區直流背靠背電網工程也是打造生態環保智能換流站的標桿。廣州工程位于廣州市增城區，毗鄰居民小區，工程建設中首次採用柔直變壓器水冷卻、戶內布置的設計方案，降低能耗，實現了全站噪聲小于48.5分貝。“一臺柔直變壓器相當于兩只霸王龍那麼大，我們運作的有12臺，發出的聲音僅相當于人正常交談的音量，與空調開機時的聲音相當。”廣州工程項目經理朱博介紹，工程建築主體外觀由廣州白雲機場設計師陳雄設計，與周邊環境自然融為一體。
相比廣州工程，東莞工程在降噪方面採用的方法也有一些創新。“除了通過增加圍墻上隔聲屏障，我們還給12臺柔直變壓器都裝上了隔聲降噪裝置。”東莞工程項目經理吳軻介紹。
同時，粵港澳大灣區直流背靠背電網工程在數字化方面也做了一些有益的探索。基建過程中打造了國內首個貫穿全生命周期的三維場景智能運維換流站，係統將融合基建關鍵數據及換流站站端實時運維數據，實現三維空間場景的智能操作、智能巡視、智能安全、智能檢修等應用。
廣州工程項目部成員羅新介紹：“三維數字化應用及智能巡檢係統可以簡單理解為現實世界的事物鏡像到虛擬係統，可以微觀到元部件級，並可智能操作。”
利長遠
IGBT器件國産化比例大幅提升至50%
“這次工程一大特點就是國産化程度高。其中廣州工程換流閥整個閥段實現了換流站關鍵設備100%自主可控，全部國産化。”廣東電網公司基建部項目管理科經理王流火説：“一些核心部件，比如直流電容器，以前國內就是生産不了，這次由電網牽頭項目，帶動了國內13家上下遊企業集體參與研發，打破了國外的壟斷。”
值得一提的是，廣州工程首次實現工程應用絕緣柵雙極型電晶體（以下簡稱IGBT）器件國産化比例大幅提升至50%，徹底解決以往工程中IGBT進口依賴的難題。朱博介紹道，IGBT是能源變換與傳輸的核心器件，被譽為電力電子裝置的“CPU”。
南方電網公司的技術攻關團隊在國內首次研制出了全國産柔性直流換流閥閥段，實現了柔性直流換流閥核心組件包括IGBT、電容器、IGBT驅動板、二次板卡晶片的完全自主可控，並在大灣區直流背靠背廣州工程實現首次試用。
該産品的成功研制及創新應用，解決了柔性直流換流閥關鍵元器件、零部件依賴進口的“卡脖子”難題，實現“0到1”的突破，推動柔性直流技術自主可控的跨越式發展，提高了我國電工裝備制造業的核心競爭力。
工程帶動了上下遊産業鏈的發展。“十四五”期間，廣東目標網架工程建設累計投資逾500億元，第一階段工程投資逾160億元，其中粵港澳大灣區直流背靠背工程為“重頭戲”，投資近99億元。僅電網設備領域，工程建設就將帶動上下遊供應鏈約80億元。
東莞工程還首次在衝積三角洲地區實現直流輸電與水運河道跨行業建設技術融合，是國內地基處理最復雜、樁基使用類型最多的柔性直流背靠背換流站。
粵港澳大灣區直流背靠背電網工程的記錄本上撰寫著該工程創下的許多個“第一”，有些第一隨著時間的推移可能成為過往，但是為了這些“第一”走過的日子將永遠閃閃發光。“我們終究要做的是為了點亮萬家燈火。”龐鵬説。（劉倩 杜洋樂然 歐陽逸雪 郝思遠）
