131亿千瓦时！
这是青海—河南±800千伏特高压直流工程启动输电一周年交出的成绩单。
2020年7月15日，世界上首条主要输送风光新能源的青豫特高压开始输电。源自青藏高原的太阳能、风能等清洁电力，跨过崇山峻岭，源源不断直送中原大地。
一线牵青豫，“减碳”赋新篇。成功破解风光新能源供电稳定性、外送安全性等世界性难题后，青豫特高压为拓宽“西电东送”通道、助力东中西部减碳协作奠定坚实基础。
一条“天路”能输送1/3个三峡大坝发电量
青海是黄河、长江和澜沧江发源地。这里太阳能、风能资源得天独厚，仅太阳能理论装机容量可达35亿千瓦，约占全国的11%。然而，太阳能、风能时有时无、时大时小，发电间歇性特点突出，很难满足规律而稳定的电力需求。
地处中原腹地的河南，人口密集、产业聚集。由于火力发电发展空间受限，仅靠自身难以保障能源供应，导致全省用电缺口大幅增加。
2018年11月，青豫特高压开工建设。这条具有标志性意义的特高压线路，起于青海省海南藏族自治州，止于河南省驻马店市，途经青、甘、陕、豫4省，线路全长1563千米，输送容量800万千瓦，总投资约226亿元。
突破施工环境海拔高、新冠肺炎疫情影响等难题，去年7月15日青豫特高压实现双极低端系统带电投运，去年底正式投运。“从立项到投运，仅用时两年，刷新了同类工程施工速度。”青海送变电工程有限公司现场施工负责人曾生伟说。
自此，不少中原大地居民家中，灯仍是原来那盏灯，而驱动的电能已是来自千里之外青藏高原的绿电。
生产果汁果酱的河南华荣食品有限公司，是驻马店市上蔡县的用电大户。公司负责人岳春长介绍，过去为保居民用电，每到冬夏高峰期，公司不时要被限电一两天，“公司停产一天就损失近30万元”。
“青豫特高压变电站离公司直线距离28公里。这个变电站供电后，去年下半年以来都没有接到过限电通知了。”岳春长说。
“依靠清洁能源互补能力，青豫特高压实现远距离大规模输送新能源的突破。一秒的输电量就够一个普通家庭使用两年。”青豫特高压起点、青南换流站站长李斌善说，这也将给青海新增8800台主流风机同时发电的新能源消纳能力。
经过调试，青豫特高压如今每天从青藏高原向中原大地输送3000万千瓦时绿电，支撑青海光伏、风力发电利用率保持在95%左右。
随着配套电源建设，青豫特高压预计到2023年底可实现满功率运行。届时这条电力“高速公路”每年将输送绿电412亿千瓦时，相当于1/3个三峡大坝的发电量，约占目前河南省年用电量的1/8。
“活蹦乱跳”风光新能源实现安稳外送
“风光无限好，只是难驾驭。”这是电力行业对风光新能源的普遍评价。
国网青海电力调度控制中心主任方保民说，受太阳能、风能特性制约，通常新能源在电网输送能源中占比在30%左右，剩余得靠水火常规能源来调节和平衡。但青豫特高压主要以输送新能源为主，对电网安全运行是一个前所未有的挑战。
“新能源直流特高压运行中，最担心出现类似跳闸的双极闭锁情况，会在极短时间内出现电压大幅波动。”国网青海电力公司调度员卢国强说，光伏和风机遇到电压大幅波动时会自动脱网，“大量电源集中脱网，意味着电力输送瞬时骤减，导致大面积停电造成安全事故。”
针对这些挑战，几乎全国电力行业最强技术力量聚集攻关后，最终确定通过在电源侧安装小型分布式调相机等技术来破解。
“调相机是稳定电网电压的重要电力装置。”哈尔滨电机厂副总经理李春廷说，尽管大型调相机技术已相对成熟，但要研发用于保障电能质量的分布式调相机，“难度相当于从过去听音乐常用的大型收录机，研制出全世界首台小型‘随身听’”。
接到青豫特高压的研制需求，哈尔滨电机厂等企业迅速组织专业队伍投入研发，在不到8个月时间内完成世界首台分布式调相机的设计、制造和验证，为青豫特高压配套电源增添稳定的“安全罩”。
“分布式调相机的成功研制，意味着今后运行100%输送风光新能源的直流特高压也不存在任何安全技术障碍。”中国电力科学研究院高级专家李志强说。
安全问题解决了，如何让时有时无、时强时弱的新能源发电量曲线变成电网所需的平稳水平线呢？这又是一个涉及发电、输电、电力交易和消费的复杂系统问题。
国网青海电力公司发展策划部副主任刘庆彪打了个比方：特高压就像一叶舟，过去主要输送稳定可调节的火电、水电，而青豫特高压主要输送“活蹦乱跳”的风光新能源，舟上负载极不稳定，“要保证平稳运行不翻船，难度可想而知”。
基于青海“风光”资源特点，青豫特高压配套电源装机按2:1的比例，优化光伏和风电布局配比，白天以光伏为主，晚上以风电为主，形成风光互补格局。
光热发电、共享储能等新技术、新模式也被用于调峰。位于青海海西蒙古族藏族自治州戈壁滩上的一座50兆瓦电源侧储能电站，2019年被接入青海电网系统调度，成为全国首座接入大电网的共享式储能电站。
中国绿发青海新能源公司生产技术部主任刘茁汉介绍，现在这座储能电站在大电网出现新能源消纳难时集中充电，需要调峰时放电。“实现共享储能后，电站运行效率比传统模式提升38%，既辅助电网消纳新能源，又能提升经济收益。”
业内人士介绍，目前青海正在规划建设100万千瓦电化学储能站、总装机容量240万千瓦的抽蓄储能电站。随着这些项目落地，风光新能源的稳定供电难题将得到进一步化解。
“为解决新能源高占比输电带来的调峰难题，青豫特高压还依托大数据平台和多能互补技术提升新能源管控水平，以调峰补偿机制调动发电、输电和用电侧消纳新能源的积极性。”方保民说，如此确保光伏和风机所发电量尽可能全部输送，出现缺口时再由水电、火电常规能源补充兜底。
绿电“天路”背后减碳贡献满满
走进海南藏族自治州共和县塔拉滩戈壁上的绿色产业发展园区，一排排深蓝色光伏板在阳光下熠熠生辉，一群群“光伏羊”时而啃食青草，时而奔跑追逐。
每天清晨，共和县铁盖乡马汉台村牧民向占魁都会背上食物和水，将园区委托的2000多只羊和自家70只羊，带到光伏发电区放养。
“以前荒滩都不长草，装上光伏板后，底下青草旺盛，羊也吃得膘肥体壮。”向占魁说，两年前他受聘为园区羊倌，每月工资3000元，自家羊也能继续养，“收入多了，环境好了，现在的生活攒劲得很！”
这个园区为青豫特高压提供配套电源支撑，目前已建成占地面积230平方公里的千万千瓦级可再生能源基地，助力青海省新能源装机占比超过60%、成为全国新能源装机比例最高的省份。同时，园区还新增近3000个就业岗位，帮助一大批牧民像向占魁一样在家门口就业。
“园区为青豫特高压提供稳定新能源，也收获了生态修复和畜牧业发展的多重效果。”海南州绿色产业发展园区管委会副主任安峰军说，利用生态恢复后的草地，光伏发电与生态畜牧实现了有机结合。
青豫特高压投运，不仅新增一条“西电东送”输电通道，同时也带来满满的减碳贡献。
仅从每年满功率输送电量计算，这些清洁能源相当于替代原煤1800万吨，能减排烟尘1.4万吨、二氧化硫9万吨、氮氧化物9.4万吨、二氧化碳2960万吨。同时，青豫特高压运行中探索的新能源参数改造、分布式调相机等新规范、新装备，目前正推广运用到陕西—湖北特高压等新建项目中。
国网经济技术研究院输电网规划中心主任工程师蒋维勇表示，青豫特高压中探索应用的“新能源+储能+分布式调相机”等技术路线，能有效破解风光新能源分时段消纳、远距离输送等系列难题，将为稳步提高新能源在能源结构中占比，助推电力领域“碳达峰、碳中和”带来示范效应。
