“以前沒通大電網(wǎng),只能用柴油發(fā)電機(jī),電壓不穩(wěn)定,還經(jīng)常停電,有時(shí)一停就好幾天,冰箱的肉都?jí)牡袅恕,F(xiàn)在用電穩(wěn)定了,做飯用電飯煲,打酥油茶也用上了攪拌機(jī)?!?/p>
你能想象出,在如今電采暖、電鍋爐、電氣化廚房已成為我們生活的標(biāo)配之時(shí),一些藏民們還在過著斷電的日子。而藏民口中的“大電網(wǎng)”就能很好地解決這一難題,那么怎么大電網(wǎng)是怎么通的呢?這就是我們今天要介紹的藏中聯(lián)網(wǎng)。
(一)藏中聯(lián)網(wǎng):西藏電網(wǎng)即將邁入超高壓時(shí)代
它是世界海拔最高、海拔跨度最大、自然條件最復(fù)雜的輸變電工程,標(biāo)志著西藏500千伏電網(wǎng)主網(wǎng)架將初步形成,西藏電網(wǎng)即將邁入超高壓時(shí)代。
藏中聯(lián)網(wǎng)工程由藏中——昌都聯(lián)網(wǎng)工程、川藏鐵路拉薩至林芝段供電工程組成,起于西藏芒康縣,止于桑日縣,跨越西藏三市十區(qū)縣。
央視報(bào)道截圖
工程地處西藏中東部橫斷山脈和念青唐古拉山區(qū),翻越海拔4500米以上高山5座,跨越瀾滄江、怒江、雅魯藏布江10余次,穿越西南林區(qū)(中國(guó)第二大林區(qū))和雅魯藏布大峽谷等10個(gè)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū),經(jīng)過世界地質(zhì)結(jié)構(gòu)最不穩(wěn)定區(qū)域——通麥天險(xiǎn),“履歷”堪稱豐富。
?。ㄍ溙祀U(xiǎn)是川藏線最險(xiǎn)的一段路,這里號(hào)稱“亞洲第二大泥石流群”,“川藏難,難于上西天”——通麥、排龍一線有“死亡路段”之稱。)
1、世界海拔最高的電網(wǎng)工程
工程路徑大部分沿高海拔山脊走線,沿線平均作業(yè)海拔超過4000米,最高塔位東達(dá)山海拔5295米,是世界最高的500千伏輸電塔位;芒康500千伏變電站海拔4295米,是世界上海拔最高的500千伏變電站。
2、世界海拔跨度最大的電網(wǎng)工程
工程線路海拔從2200米至5300米,最高塔位與最低塔位之間海拔高差達(dá)3100米;相鄰塔位間最大海拔高差達(dá)500米,海拔高差超過200米的共有290處,海拔高差超過300米的共有68處。
3、世界自然條件最復(fù)雜的電網(wǎng)工程
工程穿越橫斷山脈核心地帶和青藏高原腹地,位于世界上地質(zhì)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、地質(zhì)災(zāi)害分布最廣的“三江”斷裂帶。工程沿線地形地貌復(fù)雜多樣,氣候多變,一山有四季,十里不同天,年有效工期僅有6個(gè)月。
川藏聯(lián)網(wǎng)工人施工環(huán)境
4、西藏投資規(guī)模最大的電力工程
藏中聯(lián)網(wǎng)工程耗資約162億元,也是下了血本,工程計(jì)劃2018年建成投運(yùn)。
?。ǘ按蛲ā惫歉森h(huán)網(wǎng),實(shí)現(xiàn)青藏聯(lián)網(wǎng)工程與川藏聯(lián)網(wǎng)工程的互聯(lián)
早在2011年,青藏電網(wǎng)工程,將強(qiáng)勁穩(wěn)定的電流直輸?shù)嚼_,西藏電網(wǎng)與西北電網(wǎng)緊密相連。這條“電力天路”使西藏發(fā)展不再為缺電所掣肘。而2014年,西藏昌都電網(wǎng)和四川電網(wǎng)相聯(lián),解決了西藏中部和東部缺電問題。那為什么還要建設(shè)藏中聯(lián)網(wǎng)?
西藏電網(wǎng)原已形成包括藏中電網(wǎng)、昌都電網(wǎng)和阿里電網(wǎng)在內(nèi)的“一大兩小”格局,其中青藏聯(lián)網(wǎng)工程聯(lián)接藏中電網(wǎng),川藏聯(lián)網(wǎng)工程聯(lián)接昌都電網(wǎng)。而藏中電網(wǎng)以拉薩市為中心,覆蓋日喀則、山南、那曲、林芝的供電主網(wǎng),但本身規(guī)模較小,運(yùn)行可靠性較低。雖然有了兩條“胳膊”,但骨干環(huán)網(wǎng)沒有“打通”,電網(wǎng)依然薄弱。
西北的阿里電網(wǎng),中南的藏中電網(wǎng),東北的昌都電網(wǎng)
時(shí)下熱門的“堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”,就是在受到打擊時(shí)能夠“堅(jiān)強(qiáng)”,孤立的電網(wǎng)畢竟不如片區(qū)聯(lián)網(wǎng)的威力大。在電力行業(yè)中,堅(jiān)強(qiáng)可靠是指具有堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、強(qiáng)大的電力輸送能力和安全可靠的電力供應(yīng)。拿一個(gè)強(qiáng)壯的人來打比方,骨架要夠大、骨頭要夠硬、血管要粗壯、血流要充足,小毛病要自己能扛。
藏中聯(lián)網(wǎng)會(huì)讓藏區(qū)電網(wǎng)這個(gè)瘦弱的小子“洗髓伐毛”,說不定以后可以和東部電網(wǎng)們并肩而立了。
電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)后效益互濟(jì)
所以,藏中聯(lián)網(wǎng)工程建成后,一方面可將青藏聯(lián)網(wǎng)和川藏聯(lián)網(wǎng)連在一起,打通西藏電力主動(dòng)脈,與中國(guó)交流大電網(wǎng)相連;另一方面可提升電網(wǎng)自身規(guī)模和網(wǎng)架強(qiáng)度,擴(kuò)大交流聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò),有效提高供電可靠性。
?。ㄈ┞?lián)網(wǎng)解決“西藏清潔能源豐富卻送不出去”難題
西藏?fù)碛胸S富的水資源,1500多個(gè)湖泊星羅棋布,宛若散落高原的琥珀明珠。作為國(guó)家重要的水電基地,西藏技術(shù)可開發(fā)容量達(dá)1.4億千瓦,要知道北京2016年夏季日最高負(fù)荷也剛突破2000萬(wàn)千瓦,足見其蘊(yùn)藏量之巨大。同時(shí),西藏地區(qū)的太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿惹鍧嵞茉匆彩重S富,具備建設(shè)大規(guī)模光伏電站和風(fēng)電場(chǎng)的條件。
但是,與豐富清潔能源相對(duì)的有兩大不足,一是傳統(tǒng)燃煤火電機(jī)組裝機(jī)量較少,也即發(fā)電調(diào)節(jié)能力不足,二是西藏地區(qū)的用電負(fù)荷太低,如果不聯(lián)網(wǎng)輸送出去則豐富的能源最終也只是泡影。
所以,只有電力外送才能解決這個(gè)難題。清潔能源因?yàn)槠涮赜械牟▌?dòng)性與間歇性,不完全受人類控制,傳統(tǒng)火電裝機(jī)容量如果不足50%,則幾乎無(wú)力調(diào)節(jié)電網(wǎng)供電量。聯(lián)網(wǎng)之后,則遠(yuǎn)方的可控電廠都可以來幫忙,調(diào)節(jié)能力就會(huì)增強(qiáng)。換句話說,清潔能源也能更多的被電網(wǎng)消納,不管是環(huán)境保護(hù)還是溫升控制都是so easy!
舉個(gè)栗子,甘孜地區(qū)每個(gè)縣以前都是孤網(wǎng)運(yùn)行,縣里地廣人稀,一個(gè)縣的面積往往比內(nèi)地一個(gè)市還大,而人口卻只有幾萬(wàn)人,用電負(fù)荷就很小。單純滿足這部分人用電,小火電廠就搞定了,大型水電站發(fā)的電根本用不了。電力是即時(shí)消費(fèi)商品,發(fā)電和用電必須同時(shí)進(jìn)行。如果自給自足,就會(huì)陷入很尷尬的境地。
雅魯藏布江發(fā)達(dá)的水系
再比如老虎嘴水電站,林芝工布江達(dá)縣巴河干流上,是藏中電網(wǎng)的骨干電源,三臺(tái)機(jī)組總裝機(jī)容量達(dá)10.2萬(wàn)千瓦,總庫(kù)容9590萬(wàn)立方米。每年11月到次年5月底是枯水期,單月發(fā)電量在1000萬(wàn)千瓦左右。但豐水期滿發(fā)電單月能達(dá)到7000萬(wàn)千瓦,多了6倍的電送不出去,棄掉真是太可惜了。
藏中聯(lián)網(wǎng)工程就是打開西藏水電寶庫(kù)的“金鑰匙”,這些棄水都將變成“黃金”。根據(jù)相關(guān)人員介紹,藏中聯(lián)網(wǎng)工程建成后,初期具備40萬(wàn)千瓦外送能力,遠(yuǎn)期可提升至百萬(wàn)千瓦以上。
未來,藏中電網(wǎng)可進(jìn)一步與阿里電網(wǎng)互聯(lián),在西藏形成環(huán)網(wǎng),整個(gè)川青藏的清潔能源就可以實(shí)現(xiàn)更大范圍內(nèi)的優(yōu)化配置。
(四)電壓升級(jí),絕緣等級(jí)更是指數(shù)型增長(zhǎng)——需要的絕緣子又多又難造
你以為主網(wǎng)架從220kV升級(jí)為500kV只是一個(gè)“兩倍多”的關(guān)系?當(dāng)然不是。
我們平時(shí)在高速公路或是農(nóng)田附近見到的鐵塔線路多為220kV,細(xì)心的你一定發(fā)現(xiàn)總有些或橫或縱的一片片的餅狀物和電線連在一起,這個(gè)東西叫絕緣子串。220kV線路耐張(就是橫著的)絕緣子串一般16-17片,懸垂絕緣子片數(shù)比前者要少1片。筆者一電力男有幸搬運(yùn)過220kV的絕緣子2片,請(qǐng)腦補(bǔ)烏龜爬行場(chǎng)景……
(比你想象得大得多)
而500kV的線路需要的可是足足有28片之多,對(duì)鐵塔的物理要求很高,鐵塔本身有高度,還要考慮高空中的氣流對(duì)線路的影響。在東部平原那么“溫柔”的氣候條件下,500kV的絕緣也不是什么易事,在“暴躁”的青藏高原,想想也覺得很棘手。
500kV的絕緣等級(jí)更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出220kV,因?yàn)榻^緣等級(jí)和電壓等級(jí)的關(guān)系是指數(shù)級(jí)遞增的。絕緣子的基本性能包括電氣、機(jī)械和熱性能。此外,還有耐環(huán)境和耐老化等性能。
當(dāng)絕緣子電壓等級(jí)提高時(shí),其尺寸和重量也相應(yīng)增加,但電氣和機(jī)械性能并不按比例提高,耐熱性急劇下降。因此,電壓等級(jí)高的絕緣子制造起來尤其困難。
220kV線路17*2串絕緣子
?。ㄎ澹└呱剿鞯肋\(yùn)輸法:解決高海拔材料輸送難題
既不能破壞藏區(qū)脆弱的生態(tài)環(huán)境,又要克服各種天險(xiǎn),電力工作者們也是絞盡腦汁,想出來一些妙招。運(yùn)輸器具也進(jìn)行了專門改進(jìn),想當(dāng)初川藏工程全線需架設(shè)鐵塔2700多基,約60%的塔位都沒有路。運(yùn)輸車開不進(jìn)去怎么辦,肩挑手提?總計(jì)約30萬(wàn)噸的物資全靠人力和畜力搬運(yùn),可能得下輩子了。
為此,中國(guó)工程師專門研發(fā)了高山索道運(yùn)輸法,這種方法與貴州500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST的架設(shè)有異曲同工之妙。高山索道,借助地勢(shì)和滑輪,完美解決了材料上高山的難題。利用索道,1噸的塔材要上山也不是什么難事。
另外,在沙漠地帶,車輛通行困難,而且遇到沙塵暴容易迷失方向,而通過運(yùn)輸機(jī)完成“最后一公里”,既可以定位,又避免車人損失,也是他們想出來的妙招。
施工人員正在組塔
(六)沒有四平八穩(wěn)的平地,電塔只能“高低腿”架在山上
一般在普通地面上,我們都講求四平八穩(wěn),塔的四條腿要站在一個(gè)平面上,這樣比較穩(wěn)固且方便施工。那如果山區(qū)建塔呢,我們可以利用開山炸石的方式,炸出平坦的地方進(jìn)行施工。
但是藏中聯(lián)網(wǎng)工程途經(jīng)高山峽谷、高寒荒漠、高原草甸等地形地貌復(fù)雜區(qū)域,特別是它穿越了中國(guó)第二大林區(qū)——西南林區(qū),生態(tài)系統(tǒng)獨(dú)特脆弱敏感,如果開山炸石就會(huì)造成生態(tài)破壞和水土流失。
所以,建設(shè)者們根據(jù)不同的氣候和地形地貌,設(shè)計(jì)出了13個(gè)系列形態(tài)各異的電塔。其中最多的就是被稱作“高低腿”的電塔。塔的最長(zhǎng)腿和最短腿落差最大的超過了30米,相當(dāng)于10層樓高。
每一條腿長(zhǎng)短不一,所以每一基塔都要單獨(dú)設(shè)計(jì)。沒有開挖作業(yè)面和施工道路,工人要攀爬到電塔的位置進(jìn)行施工,塔材要經(jīng)過索道運(yùn)輸?shù)缴缴稀?/p>
結(jié)語(yǔ)
藏中聯(lián)網(wǎng)工程是迄今為止世界上最復(fù)雜、最具建設(shè)挑戰(zhàn)性的高原輸變電工程,也是繼青藏電力聯(lián)網(wǎng)、川藏電力聯(lián)網(wǎng)工程之后,又一項(xiàng)突破生命禁區(qū)、極限挑戰(zhàn)的超高海拔、超大高差輸變電工程。工程地處青藏高原的中東部,面對(duì)大自然天險(xiǎn)氣候的考驗(yàn),面對(duì)生態(tài)系統(tǒng)敏感脆弱的考驗(yàn),試看電力人怎樣上交一份令人滿意的答卷。