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摘要：藏中聯(lián)網(wǎng)工程是繼青藏直流、川藏交流聯(lián)網(wǎng)工程之后，在西藏高海拔地區(qū)建設(shè)的又一項挑戰(zhàn)極限的電力聯(lián)網(wǎng)工程,對于保障川藏鐵路供電、人民生產(chǎn)生活用電，助力脫貧攻堅，服務(wù)全面建成小康社會，促進經(jīng)濟繁榮和長治久安具有重要的意義。本文準確梳理了藏中聯(lián)網(wǎng)工程的技術(shù)難點，從發(fā)展理念、建設(shè)時序、環(huán)保要求、技術(shù)方案、應(yīng)急保障、調(diào)度控制、工程投資等方面提出了評估重點和優(yōu)化建議，評估結(jié)果有效指導(dǎo)藏中聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)實踐并為后續(xù)高難度電網(wǎng)工程設(shè)計提供了經(jīng)驗。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)工程；咨詢評估；藏中聯(lián)網(wǎng)

長期以來，受自然條件等因素限制，西藏基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，大電網(wǎng)覆蓋范圍不足總?cè)丝诘?0%，且因水電豐枯變化、柴油價格高和光伏發(fā)電不穩(wěn)定等因素影響，電力供應(yīng)短缺，居民生活和取暖等用電需求難以保障。國家重要干線鐵路川藏鐵路拉薩至林芝段（拉林鐵路）已經(jīng)開工建設(shè)，但沿線大部分區(qū)域電壓等級低、處于電網(wǎng)末端或尚未被電網(wǎng)覆蓋，無法滿足鐵路供電要求。為此，國家在《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中提出建設(shè)“川藏鐵路拉薩至林芝段供電工程”和“西藏藏中與昌都電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)工程”，共同構(gòu)成“藏中聯(lián)網(wǎng)工程”。

藏中聯(lián)網(wǎng)工程建成后將有效保障鐵路和電網(wǎng)供電，對于促進西藏經(jīng)濟社會發(fā)展、確保邊疆長治久安、同步進入小康社會具有重要的意義，同時工程方案也是對新疆、青海、四川等省區(qū)高海拔大高差復(fù)雜自然條件區(qū)域電網(wǎng)建設(shè)和清潔能源外送通道建設(shè)的技術(shù)探索，是“一帶一路”倡議下電網(wǎng)工程“走出去”的核心競爭力保障。工程創(chuàng)多項世界紀錄，實施難度極大，無先例可遵循、無經(jīng)驗可借鑒，社會關(guān)注度高，評估責(zé)任重大。

一、工程概況及技術(shù)難點分析

藏中聯(lián)網(wǎng)工程起于西藏昌都市芒康縣，止于山南市桑日縣，跨越西藏三地市十區(qū)縣，涉及500千伏、220千伏、110千伏三個電壓等級，新建（擴建）500千伏變電站9座、220千伏變電站5座、110千伏變電站2座；新建500千伏線路1983.6公里、220千伏線路440.9公里、110千伏線路312.9公里，總投資162億元。

此工程被稱為“云端上的電力天路”，需穿越青藏高原腹地，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，翻越拉烏山、東達山、業(yè)拉山、色季拉山、布丹拉山等海拔4500米以上高山5座，跨越瀾滄江、怒江、雅魯藏布江10余次，穿越中國第二大林區(qū)——西南林區(qū)和然烏湖、來古冰川、易貢國家地質(zhì)公園、雅魯藏布大峽谷等10個國家級自然保護區(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，路徑選擇極其困難。沿線平均海拔超過4000米，最高塔位約5295米，海拔高差3100米，相鄰塔位海拔高差超過200米的共有290處，海拔高差超過300米的共有68處，最大高差500米，500千伏一次建成。沿線氣候多變，災(zāi)害頻發(fā),年有效工期僅有6個月，特別是海拔4500米以上區(qū)域，年有效工期不足5個月。

表1 藏中聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)難度對比表

二、評估與實施階段的經(jīng)驗總結(jié)

受國家發(fā)展改革委委托，中國國際工程咨詢有限公司評估組對工程建設(shè)必要性、技術(shù)可行性和經(jīng)濟性等進行全面評估。評估組兩次深入高寒缺氧藏區(qū)對變電站站址、線路沿線和大件運輸條件等進行實地調(diào)研，因地制宜且大膽創(chuàng)新地提出了多項卓有成效的意見和建議，獲得國家發(fā)展改革委、國家能源局和項目建設(shè)單位的高度認可和全部采納。

1．堅持“遠近結(jié)合、適度超前”的發(fā)展理念

評估首先對藏中電網(wǎng)和拉林鐵路的近、遠期供電需求進行分析，發(fā)現(xiàn)藏中電網(wǎng)在2016年-2020年枯水期電力缺額14.1～49.4萬千瓦，2025年增長至有51.2萬千瓦。拉林鐵路為I級、單線、電氣化客貨兩用鐵路，正線長度402公里，投運初期用電負荷約12萬千瓦、終期達到29萬千瓦。

在此基礎(chǔ)上，重點關(guān)注拉林鐵路牽引站對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。經(jīng)分析，牽引站單站最大瞬時負荷9.5萬千瓦，公共連接點（PCC點）最大負荷15.4萬千瓦，電動機車牽引所引起的電壓和頻率波動較大，電網(wǎng)需具備較高的強度和供電能力。

評估認為，藏中水電資源豐富，沿線已投產(chǎn)及規(guī)劃水電裝機超過400萬千瓦，220千伏和110千伏電網(wǎng)無法滿足水電等清潔能源的接入和送出要求。

因此，評估統(tǒng)籌考慮拉林鐵路近遠期供電需求、電能質(zhì)量要求和藏中電網(wǎng)用電需求，并兼顧未來水電等清潔能源的接入需要，對工程采用220千伏電壓等級和500千伏電壓等級方案進行對比分析，推薦全線采用500千伏電壓等級，形成西藏電網(wǎng)500千伏東西主網(wǎng)架，并論證了各電壓等級工程規(guī)模的合理性。

2．堅持“綠水青山就是金山銀山”的發(fā)展理念

工程新建（擴建）變電站16座，新建線路2738公里，跨越拉薩、山南、林芝三地市十個區(qū)縣，途徑高寒荒漠、高原草甸、高寒灌叢等不同生態(tài)系統(tǒng)，穿越然烏湖、來古冰川、雅魯藏布大峽谷國家級自然保護區(qū)、色季拉國家級森林公園、易貢國家級地質(zhì)公園、雅尼國家級濕地公園等10余個重點生態(tài)保護區(qū)域，全線林區(qū)比重大，林木密集，自然生態(tài)環(huán)境原始、獨特，生態(tài)系統(tǒng)極其脆弱、敏感。

評估中，堅持“青山綠水就是金山銀山”的綠色發(fā)展理念，在綜合考慮系統(tǒng)規(guī)劃要求、建站條件、土地性質(zhì)、地形地貌、交通運輸條件的基礎(chǔ)上，最大限度避讓環(huán)境敏感區(qū)域，進行多站址、多路徑方案的技術(shù)經(jīng)濟比選，采取最嚴格的生態(tài)保護措施，并從公路、鐵路、風(fēng)景觀測點的可視角度出發(fā)盡量避讓怡人景觀，列支施工環(huán)保措施費共計11100萬元。

3．采用自主開發(fā)的評估軟件促進可再生能源消納

藏中電網(wǎng)水電、光伏等波動性電源裝機占比高，超過總裝機容量的60%。傳統(tǒng)電力平衡中，對此類波動性電源的容量價值缺乏客觀評估，不參與或以較小的比例參與電力平衡，既影響可再生能源消納，也影響區(qū)外受電需求預(yù)測和工程電壓等級、建設(shè)規(guī)模的分析論證。

評估采用評估組成員自主開發(fā)的“考慮資源變化特性的間歇式可再生能源發(fā)電容量可信度評估軟件”進行分析，兼顧波動性可再生能源的能量價值和容量價值，客觀分析區(qū)內(nèi)電源的供電能力和區(qū)外受電需求，同時也促進了區(qū)內(nèi)可再生能源消納。

4．評估逐段校核按需制定線路工程方案

海拔5000米以上、高差410米以上線路段工程方案為本工程首次提出，評估過程中逐段校核；對于重冰區(qū)、大檔距、大高差等重點線路段工程方案，評估過程中反復(fù)修正。

經(jīng)綜合比選論證，推薦500千伏線路氣象條件重現(xiàn)期按50年一遇考慮，設(shè)計基本風(fēng)速分別為27米/秒、29米/秒、31米/秒、33米/秒，設(shè)計覆冰厚度為10毫米、15毫米，地線覆冰厚度按增加5毫米考慮；220千伏、110千伏線路氣象條件重現(xiàn)期按30年一遇考慮，設(shè)計基本風(fēng)速28米/秒、32.5米/秒，設(shè)計覆冰厚度為10毫米，地線覆冰厚度按增加5毫米考慮。

經(jīng)逐段校核修正，500千伏線路海拔3250米以下區(qū)段采用4×JL/G1A-400/50鋼芯鋁絞線；特大高差、大檔距段采用4×JLHA1/G1A-400/50鋼芯鋁合金絞線；海拔3250米以上區(qū)段采用4×JL/G1A-500/45鋼芯鋁絞線；局部大高差、大檔距段導(dǎo)線采用4×JLHA1/G1A-520/35鋼芯鋁合金絞線；220千伏線路海拔4000米以上采用2×JL/G1A-240/55鋼芯鋁絞線；海拔4000米以下采用2×JL/G1A-240/30；地形較差區(qū)段采用2×JL/G1A-400/50型鋼芯鋁絞線；110千伏線路采用2×JL/G1A-150/35、JL/G1A-185/30、JL/G1A-240/30型鋼芯鋁絞線。共計8種型號導(dǎo)線、10個系列塔型，既貫徹了標(biāo)準化設(shè)計，又兼顧了差異化和精細化的設(shè)計理念。

5．因地制宜優(yōu)化方案，節(jié)約工期降低投資

藏中聯(lián)網(wǎng)工程新建500千伏變電站地理位置偏遠，運輸困難，且海拔均在3000米以上，因此《可研報告》提出采用現(xiàn)場組裝變壓器，并設(shè)置主變壓器和高抗備用相。

評估認為，現(xiàn)場組裝變壓器難度大，組裝質(zhì)量和工期難以保障。評估組實地調(diào)研拉林鐵路大件運輸條件后，經(jīng)分析論證提出林芝、雅中、沃卡等變電站采用“單相變壓器替代現(xiàn)場組裝變壓器”方案，既保證質(zhì)量又節(jié)約工期。

同時，此工程選用的500千伏主變壓器、高抗制造技術(shù)成熟，已有多臺多年運行經(jīng)驗，故障率較低；拉林鐵路建成后，該地區(qū)大件運輸及運行維護條件也將有較明顯改善；且本工程相關(guān)變電站本期均建設(shè)兩臺主變壓器，500千伏線路為雙回路，任一主變壓器、高抗故障，仍可滿足供電要求。因此，評估提出“不設(shè)置主變壓器和高壓電抗器備用相”的建議，節(jié)約投資3000余萬元。

6．重視應(yīng)急保障和調(diào)度控制系統(tǒng)

針對西藏高寒缺氧、地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的實際情況，評估中提出完善醫(yī)療、通信和生活等應(yīng)急保障系統(tǒng)，列支醫(yī)療保障費用21300萬元、通信保障費用3200萬元和生活保障費用7200萬元，共計31700萬元。

針對西藏電網(wǎng)調(diào)度自動化基礎(chǔ)薄弱的實際情況，評估組汲取烏克蘭電網(wǎng)遭遇黑客攻擊導(dǎo)致大面積停電的慘痛教訓(xùn)，提出增加1600萬投資同步完善調(diào)度控制系統(tǒng)，對二次安防系統(tǒng)進行升級，切實保障工程順利實施和電網(wǎng)運行安全。

7．心系民生助力西藏同步進入小康

結(jié)合評估調(diào)研中發(fā)現(xiàn)的西藏百姓取暖用電問題，從規(guī)劃建設(shè)熱電聯(lián)產(chǎn)機組、提高電網(wǎng)覆蓋和保障水平、補助困難家庭取暖用電和推動居住建筑圍護保溫改造等方面提出具體建議。結(jié)合烏克蘭電網(wǎng)遭黑客惡意攻擊導(dǎo)致數(shù)百萬人口長達3小時的大面積停電事件和西藏電網(wǎng)的安全運行需要，從完善防護制度、加強漏洞排查、健全預(yù)警機制、提升防護能力和強化追蹤取證等方面提出建議。

三、評估成果及運行情況概述

通過對工程電壓等級、建設(shè)規(guī)模、變電站站址、線路路徑、設(shè)備選型與布置、應(yīng)急保障系統(tǒng)等進行全面、深入地論證，藏中聯(lián)網(wǎng)工程填補了“海拔5000米以上、高差410米以上”復(fù)雜自然條件電網(wǎng)工程的空白；通過方案優(yōu)化、價格調(diào)整等核減投資10000多萬元，避讓地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)區(qū)段、完善應(yīng)急保障和電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)等增加投資超過37000萬元。

2017年3月,藏中聯(lián)網(wǎng)工程獲得核準,并于同年4月開工建設(shè),建設(shè)期間林芝發(fā)生6.9級地震及多次3.0級以上余震，工程設(shè)計方案經(jīng)受住地震考驗，按評估建議完善的醫(yī)療、通信、生活等應(yīng)急保障系統(tǒng)發(fā)揮了積極作用，地震中無施工人員傷亡及補給障礙，地震后迅速恢復(fù)建設(shè)。

2018年11月，工程歷時20個月建成投運，打破了現(xiàn)有電網(wǎng)工程建設(shè)運行的多項紀錄。工程將占林芝市面積約70%的墨脫縣、波密縣和察隅縣納入主電網(wǎng)覆蓋范圍，形成西藏500千伏電網(wǎng)主網(wǎng)架，為沿線3070個小城鎮(zhèn)（中心村）、156萬群眾生活提供可靠電源，同時保障拉林鐵路供電要求，并為未來水電等清潔能源的接入和送出提供了基礎(chǔ)。

四、重要意義

藏中聯(lián)網(wǎng)工程評估成果填補了“海拔5000米以上、高差410米以上”電網(wǎng)工程的設(shè)計空白，為西藏、青海、四川等高海拔、大高差、復(fù)雜自然條件地區(qū)電網(wǎng)發(fā)展和水電、風(fēng)電、光伏等清潔能源外送掃清了技術(shù)障礙，提供了設(shè)計經(jīng)驗。

評估成果驗證了“考慮資源變化特性的間歇式可再生能源發(fā)電容量可信度評估軟件”的有效性，推動軟件應(yīng)用于甘肅、內(nèi)蒙、新疆、張北等可再生能源富集地區(qū)，評估波動性可再生能源的供電能力，促進消納降低“棄風(fēng)棄光棄水”。

評估成果也提升了“一帶一路”倡議下電網(wǎng)工程“走出去”的核心競爭力。“一帶一路”沿線國家地形地貌復(fù)雜，電力基礎(chǔ)設(shè)施薄弱，電網(wǎng)合作需求巨大。評估成果擬用于巴基斯坦、吉爾吉斯斯坦等電網(wǎng)合作項目，有利于提升我國電網(wǎng)工程競爭力，奠定了高難度電網(wǎng)工程設(shè)計、建設(shè)領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢地位。

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注：原文載于《中國工程咨詢》2019年第7期，本次發(fā)表作了較大改動。