电缆拉入并放置在天花板上的架子上

连接地区,实现电力稳定供应

北海道-本州DC新圣馆隧道工程

一场本可以避免的大停电

NEMO Link的安装路线
北海道-本州新高压直流线路安装路线

2018年9月,北海道东伊武里地震导致整个北海道地区大规模停电。

当时,北海道-本州新高压直流线路的试运行已经全部完成,即将于2019年3月开始商业运营。如上所述,北海道-本州HDVC连接(海底电缆)已经在北海道和日本大陆之间就位。它的运行是由J-POWER在1979年开始的。在北海道电力需求旺盛时,通过日本大陆的电力交换,确保了北海道电力的稳定供应。随后,第二条电缆于1993年安装,第一条电缆在2012年被直流交联聚乙烯电缆取代(总输电容量:600mw)。新北海道-本州HVDC线路旨在增加300兆瓦的容量,以不断稳定北海道的电力供应。新北海道-本州DC圣坎隧道项目启动,目的是在圣坎隧道内建设地下输电线。作为北海道电力株式会社主干网络工作中心主任领导该项目的福岛智行解释了他当时的感受。

“为了应对北海道-本州HDVC连接暂停和未来的大规模维修,此前已计划扩大互连线。东日本大地震后的停电计划加快了加强电力交换和扩大互连的努力。新北海道-本州高压直流线路在地震发生两个月后开始勘察设计。该项目的目标是在开工后的5年内投入运营,这对于互联连接器的建设周期来说是很短的。我记得每当我被告知‘如果新北海道-本州HVDC线路到位,整个北海道的停电就可以避免’时,我是多么沮丧。”

北海道-本州HVDC新线路截面图(由北海道电力网络公司提供)
北海道-本州HVDC新线路截面图(由北海道电力网络公司提供)
新北海道-本州高压直流输电线路线路截面图(由北海道电力网络公司提供)(新北海道-本州高压直流输电线路连接北海道一侧的北户换流站和日本大陆一侧的今越换流站。新北海道-本州DC青菅隧道项目旨在在青菅隧道内建造一条24公里长的地下输电电缆。

面对严峻的隧道环境挑战

福岛北方科技进步中心(NOASTEC)(北海道电力株式会社执行官)
福岛智之/北方科学技术发展中心(NOASTEC) /(北海道电力株式会社执行官)

该电缆将安装在圣馆隧道。这对北海道电力和住友电力来说都是前所未有的挑战。福岛是制定基本计划的负责人。他承认,他有时会对这个项目能否成功感到焦虑。

“我们决定在青菅隧道安装电缆,因为隧道内的空间便于工人在作业开始后肉眼检查电缆。便于进行检查和维护。值得注意的是,电缆将安装在服务隧道中,该隧道与新干线高铁的主隧道平行,比主隧道小得多。安装空间在天花板附近,但安装空间和工作空间都非常小,所以我们不得不做出安排,使设计、施工方法和现场管理适应隧道的环境,”福岛说。

用一年时间对隧道内环境进行调研,制定线路规划,确定设备配置。住友电机从调查阶段就参与了该项目。为了安全可靠地进行施工工作,仔细确定了情况。然而,在建筑工程开始后,每天都有大大小小的问题出现。

“海底隧道完全黑暗,隧道里的湿度总是超过80%。此外,当新干线子弹头列车通过主隧道时,由于空气压力,扬起了一团灰尘。在这样的建设环境下,按照原计划需要8 ~ 10年的时间,在5年内完成了连接工程,可以说是奇迹。这很难用一句话来解释,但我回头看,这一成功的原因是,所有成员都努力讨论了一个又一个出现的问题,并通过共同努力毫不妥协地解决了这些问题。最重要的是,住友电气的工程能力在短时间内交付24公里dc XLPE电缆方面发挥了关键作用,”福岛说。

日本对直流连接器的需求不断增长

2018年的大规模停电引发了关于互联连接器重要性的讨论。新北海道-本州HVDC链路成为日本第一个使用电压源AC-DC变换器的连接器,该变换器是在20世纪90年代为HVDC开发的。“直流交联聚乙烯电缆可用于任何直流转换方法,源自住友电机的高开发和工程能力。这对住友电气来说是一个有价值的项目,”电力电缆项目工程部门的Kazutoshi Abe充满信心地说。

阿部和敏电缆项目Div。
Kazutoshi Abe /电缆工程科

“直流电网就像高速公路,在大面积内交换电力,而区域电网则是将电力输送到家庭和公司的通用道路。交流用于一般道路,所以交直流变换器作为道路的交换。有两种类型的交直流变换器:线路通信变换器和电压源变换器。住友电机的直流交联聚乙烯电缆可用于两种交直流转换方法。新北海道-本州HVDC线路是日本第一个将直流交联聚乙烯电缆应用于电压源交直流变换器的项目。在互连连接器领域,对类似规格的需求将会增长。住友电气建立了一个符合自己公认的顶级直流电力传输电缆品牌的记录,“Abe说。

互连方案向前迈出了一大步

见证了新北海道-本州HVDC线路竣工的福岛,目前正在北海道的北方科学技术进步中心(NOASTEC)从事产业推广工作。

“零碳北海道是日本政府推动的经济和财政管理改革基本政策的一部分。北海道是日本可再生能源潜力最大的地区,包括海上风力发电。当日本的目标是在2050年实现碳中和时,它将成为领跑者。由于可再生能源依赖于天气条件,它需要一个能够应对供应波动的强大电网。如果互联网络在未来进一步扩大,北海道将不仅通过交换从日本大陆获得电力;将北海道产生的可再生能源输送到日本大陆的电力业务将进一步加快,”福岛说。

新北海道-本州HVDC线路被认为是向前迈出的一大步,实现了通过大型电网连接全日本并将不同地点和不同方式产生的电力输送到消费地区的计划。安倍目前正在日本推动一个海上风力发电项目,他谈到了他对直流交联聚乙烯电缆未来的期望。

“可再生能源发电量不稳定,要促进可再生能源的广泛使用,必须确保大面积并网,以稳定供应。直流交联聚乙烯电缆将增加其在日本国内外互连项目中的存在。我希望在海外获得经验和知识,以满足日本日益增长的需求。”

在能源史上的范式转变中,住友电气将通过提供直流交联聚乙烯电缆来履行其作为电力公司支持者的角色。

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