2024年12月27日，我國西南地區(qū)首個特高壓交流工程1000千伏川渝特高壓交流工程建成投運(yùn)。這條川渝兩地間新增的能源大動脈，將西南電網(wǎng)主網(wǎng)架電壓等級從500千伏提升到1000千伏，也在關(guān)鍵技術(shù)和施工創(chuàng)新等方面創(chuàng)下多項全國第一和世界之最——
2024年12月27日，1000千伏川渝特高壓交流工程建成投運(yùn)。這不僅是國家電網(wǎng)有限公司服務(wù)新型能源體系建設(shè)、落實成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)重大戰(zhàn)略決策、提升“西電東送”能力的重要實踐，也是我國特高壓技術(shù)創(chuàng)新的又一典范。
工程每年可從川西等地向四川和重慶的負(fù)荷中心輸送清潔電能350億千瓦時，相當(dāng)于近1000萬戶家庭1年的生活用電量，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化發(fā)展和綠色低碳轉(zhuǎn)型注入新動能。
這項新投運(yùn)的工程還有許多“新”意，在關(guān)鍵技術(shù)和施工創(chuàng)新等方面均有突破：在世界上首次攻克高海拔特高壓關(guān)鍵技術(shù)，首次研制應(yīng)用全套高海拔特高壓交流設(shè)備，首次研發(fā)采用10分裂導(dǎo)線……特高壓技術(shù)創(chuàng)新的經(jīng)驗不僅展現(xiàn)了我國在電力科技領(lǐng)域的實力，也有助于推動特高壓高質(zhì)量發(fā)展，對加快建設(shè)新型能源體系和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力意義重大。
新需求：平衡保供和消納，特高壓發(fā)揮更大作用
成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈是我國西部人口最密集、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)最雄厚、創(chuàng)新能力最強(qiáng)、市場空間最廣闊、開放程度最高的區(qū)域。成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈建設(shè)5年來，川渝兩省(直轄市)地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)連續(xù)跨越3個萬億級臺階，成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈GDP占西部地區(qū)比重超30%。
區(qū)域位勢能級穩(wěn)步提升，用電量有著直觀體現(xiàn)。2023年，四川用電量達(dá)3711億千瓦時，提前兩年實現(xiàn)《四川省“十四五”電力發(fā)展規(guī)劃》中提出的3700億千瓦時目標(biāo);重慶全社會用電量同比增長3.5%。預(yù)計2025年，四川、重慶最大用電負(fù)荷將分別達(dá)到約7500萬千瓦、3100萬千瓦，比2020年增長48%、38%。
用電需求攀升的同時，川渝地區(qū)清潔能源的大規(guī)模發(fā)展帶來快速增長的消納需求。四川水電裝機(jī)規(guī)模已超1億千瓦，風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)規(guī)模超1700萬千瓦。如何在保障能源安全供應(yīng)的前提下消納更多清潔電能?這對電網(wǎng)網(wǎng)架提出更高要求。
川渝特高壓交流工程推動川渝電網(wǎng)跨省跨區(qū)互聯(lián)互濟(jì)能力進(jìn)一步增強(qiáng)，為兩地能源保供和清潔消納增添底氣。
工程提升四川水電通道送出能力480萬千瓦，提升川渝斷面輸電能力最大400萬千瓦，同時增強(qiáng)了西南電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性、運(yùn)行可靠性和資源配置能力，提升成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈整體電力保障能力。
“重慶貧煤、少水、有氣、無油，市內(nèi)調(diào)峰電源不足，夏季電力負(fù)荷峰谷差率最大超50%。”國網(wǎng)重慶市電力公司發(fā)展部發(fā)展規(guī)劃一處處長周倩表示，包括川渝特高壓交流工程在內(nèi)的跨省電力通道對重慶電力可靠供應(yīng)具有重要意義。
在“雙碳”目標(biāo)背景下，川渝兩地聚焦清潔低碳、安全高效，推動建設(shè)新型能源體系。能源保障不僅要解決“缺不缺”的問題，更要解決“好不好”的問題。
“川渝特高壓交流工程投運(yùn)后，西南電網(wǎng)的主網(wǎng)架電壓等級從500千伏提升到1000千伏。”國網(wǎng)四川省電力公司建設(shè)部特高壓建設(shè)管理處處長唐剛介紹，升級后的西南電網(wǎng)不僅能滿足川西等地清潔能源的多元開發(fā)和送出需要，還能有效承接來自西北地區(qū)及西藏等地的電能，進(jìn)一步推動多能互補(bǔ)，實現(xiàn)清潔能源更高質(zhì)量就地消納和更大范圍優(yōu)化配置。
新突破：高海拔特高壓技術(shù)創(chuàng)新，推動發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力
川渝特高壓交流工程是我國首個高海拔特高壓交流工程，是繼晉東南—南陽—荊門1000千伏特高壓交流試驗示范工程后具有里程碑意義的標(biāo)志性工程。
川渝特高壓交流工程途經(jīng)四川省甘孜州、雅安市、眉山市、樂山市、內(nèi)江市、資陽市和重慶市潼南區(qū)、銅梁區(qū)等8地，新建1000千伏線路1316千米。線路沿線地勢險峻、地形崎嶇、氣候條件惡劣、地質(zhì)條件復(fù)雜，擺在工程建設(shè)者面前的是技術(shù)“創(chuàng)新區(qū)”、施工“無人區(qū)”等挑戰(zhàn)。
“在高原建設(shè)特高壓，有‘高反’的不僅是人，還有設(shè)備和線路，它們也需要適應(yīng)高海拔氣候環(huán)境。技術(shù)創(chuàng)新是必經(jīng)之路。”唐剛介紹，與已建同類工程相比，川渝特高壓交流工程需要破解三大難題：高海拔、高抗震難度、大覆冰量。
高海拔——與已建同類工程相比，川渝特高壓交流工程1000千伏變電站最高海拔從1300米升至3450米，線路海拔從2300米升至4750米。海拔升高，空氣間隙加大，設(shè)備和鐵塔的尺寸都需相應(yīng)增大。
高抗震難度——工程建設(shè)中海拔最高的甘孜變電站地震烈度8度(9度設(shè)防)，甘孜州地震基本烈度均在7度以上，對設(shè)備的抗震設(shè)計要求極高，設(shè)備的研制難度進(jìn)一步加大。
大覆冰量——受途經(jīng)地區(qū)的地理、天氣環(huán)境影響，線路最大覆冰量在特定情況下將達(dá)60毫米，超出現(xiàn)有特高壓工程設(shè)計規(guī)程和設(shè)備研制邊界。
面對一系列挑戰(zhàn)，科研團(tuán)隊圍繞空氣間隙放電、外絕緣、電磁環(huán)境等開展了高海拔試驗研究，先后開展145類科研和工程驗證試驗，攻克了空氣間隙、外絕緣、電磁環(huán)境等高海拔特高壓關(guān)鍵技術(shù)，為川渝特高壓交流工程安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了技術(shù)支撐。“這套技術(shù)確定了在4000米級海拔環(huán)境中特高壓交流工程設(shè)計和設(shè)備研制的關(guān)鍵參數(shù)，提升了工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性。”公司首席專家、中國電科院川渝特高壓交流工程技術(shù)支撐團(tuán)隊負(fù)責(zé)人萬保權(quán)說。
依托川渝特高壓交流工程高海拔特高壓關(guān)鍵技術(shù)，中國電科院的科研團(tuán)隊與設(shè)備廠商聯(lián)合，研制了1000千伏變壓器/電抗器及套管、1100千伏氣體絕緣全封閉組合電器及套管、1000千伏電容式電壓互感器、1000千伏金屬氧化物避雷器等主要設(shè)備。主要設(shè)備電氣指標(biāo)達(dá)到高海拔外絕緣耐受條件，運(yùn)行電壓下不會產(chǎn)生電暈，并可耐受9度烈度地震。工程研制出的特高壓變壓器等4類設(shè)備入選能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備。
川渝特高壓工程在全國范圍內(nèi)首次研發(fā)采用10分裂導(dǎo)線、金具和新型放線設(shè)備工藝。與傳統(tǒng)導(dǎo)線相比，10分裂導(dǎo)線的應(yīng)用能進(jìn)一步降低輸電噪聲，提高輸電效率和穩(wěn)定性。同時，10分裂導(dǎo)線能更有效地抵抗高海拔地區(qū)大風(fēng)、雨雪等天氣，安全系數(shù)更高。
“八腿式”門型輸電鐵塔的應(yīng)用也為后續(xù)高海拔和重冰區(qū)工程建設(shè)積累了經(jīng)驗。“與4條腿的常規(guī)鐵塔相比，門型塔多了4條腿，相當(dāng)于增加了一倍的承載力，可以更好地應(yīng)對高海拔極端低溫潮濕的惡劣天氣條件。”川渝特高壓工程9標(biāo)段施工項目經(jīng)理劉嘉說。
更多創(chuàng)新在川渝特高壓交流工程建設(shè)中開展：塔間輔助承載工藝讓導(dǎo)線“坐”上了索道纜車，小區(qū)段半循環(huán)張力放線跨越施工技術(shù)讓左右兩回導(dǎo)線分段展放，弧垂智能觀測機(jī)器人等技術(shù)全面應(yīng)用……特高壓工程建設(shè)中的諸多創(chuàng)新突破，為培育和發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力開展具體實踐，也為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)煥新和未來產(chǎn)業(yè)培育提供有力支撐。
新標(biāo)桿：加快施工技術(shù)創(chuàng)新， 樹立復(fù)雜環(huán)境特高壓建設(shè)典范
高海拔地區(qū)極寒缺氧、溫差大、紫外線強(qiáng)，川渝特高壓交流工程線路在甘孜、雅安翻越折多山和二郎山。那里山勢陡峭、常年積雪，有效施工周期短，線路施工和物資運(yùn)輸困難。堅持用創(chuàng)新的思維破解難題，公司持續(xù)探索施工技術(shù)創(chuàng)新，突破高原極端特殊地理環(huán)境極限，打造高海拔特高壓工程建設(shè)的樣板。
川渝特高壓交流工程的起點變電站——甘孜變電站所在地海拔3450米，由于空氣絕緣距離增大，甘孜特高壓變電站的構(gòu)架遠(yuǎn)大于平原地區(qū)變電站的常規(guī)構(gòu)架，單柱高達(dá)72米，橫梁長達(dá)57.5米。甘孜變電站建設(shè)人員克服施工困難，創(chuàng)新施工手段，實現(xiàn)了首次在高海拔完成變電站最大跨距(61米)的構(gòu)架吊裝。
甘孜變電站的變壓器組裝也是難點之一。1000千伏變壓器單體重量有330多噸。為了讓“大塊頭”順利翻越彎道多、常年積雪的折多山，項目團(tuán)隊采用“解體運(yùn)輸、現(xiàn)場組裝”方案，將變壓器本體拆解成16個單元再組裝。這在國內(nèi)特高壓建設(shè)史上尚屬首次。
在高海拔地區(qū)架設(shè)導(dǎo)線也需要一系列技術(shù)創(chuàng)新。川渝特高壓工程全面采用可視化智能一體化架線設(shè)備，工程建設(shè)人員可以實時掌握整個放線過程的動態(tài)畫面，管控跨越導(dǎo)引繩、導(dǎo)地線與被跨電力線路的安全距離，實現(xiàn)一人對多臺設(shè)備的精準(zhǔn)操控，確保放線全過程安全可控。
川渝特高壓工程跨越110千伏及以上線路168次，跨越高速公路、鐵路90次，完成公司系統(tǒng)最大規(guī)模的“6+4”(6回500千伏和4回220千伏線路)同停、特高壓交直流同時跨越施工和甘孜北部電網(wǎng)保供攻堅任務(wù)，為后續(xù)工程同類型場景下多單位、多專業(yè)協(xié)同攻堅提供了參考經(jīng)驗。
數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用為高海拔工程建設(shè)提供了更多助力。銅梁變電站建設(shè)過程中，國網(wǎng)重慶電力在樁基施工時引入北斗定位技術(shù)確保每一根樁基定位準(zhǔn)確，采用三維掃描技術(shù)確保鋼筋籠成型質(zhì)量滿足要求，并創(chuàng)新應(yīng)用三維實景、傳感等技術(shù)，使隱蔽工程驗收效率提升3倍。
工程建設(shè)者全面總結(jié)經(jīng)驗，工程各區(qū)段因地制宜精益管理，充分釋放特高壓鏈條長、帶動力強(qiáng)的優(yōu)勢。川渝特高壓交流工程有力帶動了電源、電工裝備、用能設(shè)備、原材料等上下游產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈發(fā)展，為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)。
目前，國家電網(wǎng)公司已累計建成“22交16直”38項特高壓工程，“西電東送”“北電南供”規(guī)模不斷擴(kuò)大。特高壓工程在促進(jìn)清潔能源消納、保障電力安全可靠供應(yīng)等方面發(fā)揮重要作用，為經(jīng)濟(jì)社會高質(zhì)量發(fā)展注入源源不斷的動能。(記者 馬佳 通訊員 黃梅 林熙熙 楊亞迪)
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