±500kV张北柔性直流电网示范工程造价水平分析.pdf

2023.7 下 EPEM 149电力工程Electric Engineering500kV张北柔性直流电网示范工程造价水平分析中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 韩红领摘要：本文介绍了500kV张北柔性直流电网示范工程概况及主要技术经济特性，分析了500kV柔性直流换流站及直流线路工程的造价水平及主要造价构成。为类似柔性直流工程的建设管理、设计优化及工程投资控制等方面提供参考。关键词：张北柔性直流；500kV；造价水平；经济分析；工程造价柔性直流输电技术是一种以电压源换流器、自关断器件和脉宽调制技术为基础的新型输电技术1。柔性直流输电技术具有系统反应速度快、可控性较好、运行方式灵活的优点2。500kV 张北柔性直流电网示范工程是世界首创的同时接入风电、光伏发电、抽水蓄能多种可再生能源的四端柔性直流电网工程3。有利于大规模清洁能源的汇集、消纳和利用。对于柔性直流输电技术自主创新和产业升级，构建源网协调、绿色低碳的新型电力系统等具有重要意义。目前，国内尚缺乏 500kV 柔性直流工程造价水平的研究数据。研究柔性直流输电技术工程造价水平是我国电网建设重要组成部分。本文介绍了500kV 张北柔性直流电网示范工程的造价水平、分别分析了 500kV 换流站工程和 500kV 柔性直流线路工程的主要技术指标及典型造价构成。为类似工程造价控制、结算审核等提供借鉴和参考。1 500kV 张北柔性直流电网示范工程概况500kV 张北柔性直流电网试验示范工程构建了张北康保丰宁北京四端柔性直流环网。由四座柔性直流换流站和四条直流架空输电线路组成。换流站包括2座送端换流站张北站和康保站、1座调节换流站丰宁站和1座受端换流站北京站，直流架空线路分别为张北康保、康保丰宁、丰宁北京和北京张北 500kV 柔性直流架空输电线路。直流线路长度665.3km，途经河北省张家口市和北京市。沿线地形为平地29.61%，丘陵17.2%，山地53.18%。沿线海拔高度为4002150m。该工程2017年12月获得核准，2018年2月开工建设，2020年6建成投运。2 500kV 张北柔性直流电网示范工程主要技术特性500kV 张北柔性直流电网试验示范工程换流变容量分别为张北换流站3000MW、康保换流站1500MW、丰宁换流站1500MW、北京换流站3000MW；柔性直流换流单元设置6台换流变压器和1台备用换流变压器。换流变压器采用单相双绕组，换流阀采用支撑式结构、空气绝缘水冷却方式，阀外冷却采用空冷加辅助水冷方式；换流器采用半桥型模块化多电平拓扑结构，启动电阻采用单相户外自然冷却型，桥臂电抗器，限流电抗器采用干式，直流断路器采用混合式。500kV 交流场为一个半断路器接线，配电装置采用 GIS 组合电器户内布。500kV 张北柔性直流换流站工程主要技术指标见表1。500kV 张北柔性直流电网试验示范工程直流线路工程，导线为四分裂 JL/G2A-720/50钢芯铝绞线，金属回流线为双分裂 JNRLH60/G1A-400/35钢芯耐热铝合金绞线，地线为36芯 OPGW-130复合光缆。500kV 张北柔性直流线路工程主要技术指标见表2。150 EPEM 2023.7 下电力工程Electric Engineering3 500kV 张北柔性直流电网示范工程造价水平分析本文选取 500kV 张北柔性直流电网示范工程初步设计概算数据作为研究对象，经批复的初步设计概算及方案是开展工程建设的主要依据。本文选取的概算数据能够反映本工程的典型造价水平。500kV 换流站工程按建筑工程费、设备购置费、安装工程费和其他费用，其他费用包括建设产地征用及清理费，进行项目划分。500kV 换流站工程平均总造价水平为1126.01元/kW。其中，建筑工程费179.74元/kW、安装工程费64.1元/kW、设备购置费770.77元/kW、其他费用111.4元/kW、其中建设场地征用及清理费23.5元/kW。500kV 换流站工程典型造价水平见表3。从 500kV 换流站工程典型造价从构成上分析，设备购置费占比68.45%，是换流站投资中占比最多的部分，主要有换流阀厅设备、换流变压器、交流耗能装置、交直流配电装置等主设备。其次是建筑工程费占比15.96%，主要包括主辅控楼、柔直阀厅、综合楼、变压器建筑、500kVGIS 室、继电器室、电抗器室、耗能装置室、备品备件库、水泵房、车库等建筑物。安装工程费占比5.69%，主要是各类设备、管线、辅助装置等的安装和调试。其他费用占比9.89%，主要包括项目建设管理费、技术服务费、大件运输费、生产准备费及建设场地征用及表1 500kV 张北柔性直流换流站工程主要技术指标工程项目换流变压器容量换流变压器型式换流变压器接线 征地面积（亩）建筑面积（）出线500kV 张北换流站（6+1）566.7mVa油浸式单相双绕组有载调压yn,d11接线15931222500kV2回；500kV1回；220kV12回500kV 康宝换流站（6+1）283.3mVa油浸式单相双绕组有载调压yn,d11接线142.830188500kV2回；500kV1回；220kV8回500kV 丰宁换流站（6+1）283.3mVa油浸式单相双绕组有载调压yn,d11接线262.431086500kV2回；500kV2回500kV 北京换流站（6+1）566.7mVa油浸式单相双绕组有载调压yn,d11接线147.936743500kV2回；500kV1回；220kV2回表2 500kV 张北柔性直流线路工程主要技术指标工程项目线路长度（km）导线量（t/km）塔材量（t/km）混凝土量（t/km）金具（t/km）地形（%）张北-康宝线路工程49.519.9279.42101.252.43平地100%康宝-丰宁线路工程206.221.6781.02120.462.54平地45.82%，丘陵17.67%，山地36.51%丰宁-北京线路工程159.222.3695.25132.162.69丘陵3.18%，山地96.82%张北-北京线路工程250.421.8594.81126.852.62平地20.75%，丘陵30.91%，山地48.34%合计665.321.7789.50124.242.60平地21.64%，丘陵17.87%，山地60.49%表3 500kV 换流站工程典型造价水平（单位：元/kW）工程项目建筑工程费设备购置费安装工程费其他费用其中：建设场地征用及清理费总投资500kV 张北换流站128.82670.7353.0878.808.48931.43500kV 康宝换流站217.471020.1390.44133.7219.561461.77500kV 丰宁换流站284.66974.5689.78151.2327.471500.23500kV 北京换流站159.33644.2249.11112.9238.51965.59合计179.74770.7764.10111.4023.501126.01各项占总投资比例15.96%68.45%5.69%9.89%2.09%100%图1 500kV 换流站工程典型造价构成2023.7 下 EPEM 151电力工程Electric Engineering清理费等。500kV 柔性直流线路工程按基础工程、杆塔工程、接地工程、架线工程、附件工程、辅助工程等本体工程费，其他费用含建设场地征用及清理费等进行项目划分。500kV 柔性直流线路工程本体工程典型造价水平见表4，500kV 柔性直流线路工程典型造价水平见表5。图2 500kV 柔性直流线路工程本体工程典型造价构成500kV 柔性直流线路工程典型造价从构成上分析，本体工程费占比71.22%，是柔性直流线路工程投资中占比最多的部分，其中装置性材料占比57.09%。主要是塔材、导线、金具、绝缘子、钢筋、混凝土等材料费用。其次是其他费用占比28.78%，主要包括项目法人管理费、招标、监理费、项目前期费、研究试验费、勘察、设计费、评审费、生产准备费、跨越铁路、公路安全评估费等，其中建设场地征用及清理费占比8.33%，主要是塔基占地补偿、房屋拆迁补偿、林木补偿、青苗及经济作物补偿、施工场地租用费、厂矿补偿等。500kV 柔性直流线路工程本体造价从构成上分析，基础工程占比18.57%，主要是钢筋绑扎及制作，混凝土搅拌及浇筑，土石方开挖及回填等。杆塔工程占比41.64%，包括杆塔组立。架线工程占比25.02%，主要包括牵张场地建设、导引绳展放、张力放紧线、跨越架搭设及拆除等。附件工程占比12.56等。主要包括金具、绝缘子串组合与悬挂、导线耐张终端头制作、耐张绝缘子串连接及挂线以及安装和调整等。其他为护坡、挡土墙、排水沟等辅助工程。4 结论本文论述了 500kV 张北柔性直流电网示范工程的主要技术特性。分析了 500kV 换流站工程和500kV 柔性直流线路工程的总造价水平及造价主要构成要素。随着柔性直流输电技术的不断发展，主要柔性直流设备的规模化和产业化，500kV 柔性直流工程的造价水平具有一定的下降空间，柔性直流工程将具有显著的经济和社会效益。本文为类似工程的建设及工程投资控制提供借鉴和依据。参考文献1 蔡晖,彭竹弈,等.柔性直流输电技术在江苏电网的应用研究 J.电力电容器与无功补偿,2019,4.2 陆子凯,简翔浩,等.多端柔性直流配电网的可靠性和经济性评估 J.南方能源建设,2020,7.3李湃,王伟胜,等.张北柔性直流电网工程新能源与抽蓄电站配置方案运行经济性评估 J.中国电机工程学报,2018,12.表4 500kV 柔性直流线路工程本体工程典型造价水平（单位：万元/km）工程项目基础工程杆塔工程接地工程架线工程附件工程辅助工程本体工程张北-康宝线路工程22.0480.682.8753.4628.340.33187.72康宝-丰宁线路工程38.9288.321.5057.4325.623.34215.13丰宁-北京线路工程51.71109.221.2858.5930.885.11256.79张北-北京线路工程44.0395.961.6957.5730.293.13232.67合计42.6595.631.6257.4728.843.46229.66各项占总投资比例18.57%41.64%0.71%25.02%12.56%1.51%100%表5 500kV 柔性直流线路工程典型造价水平（单位：万元/km）工程项目本体工程费其中：装置性材料费其他费用其中：建设场地征用及清理费总投资张北-康宝线路工程187.72116.4083.3715.74271.09康宝-丰宁线路工程215.13127.3457.4818.09272.61丰宁-北京线路工程256.79140.3466.3423.89323.13张北-北京线路工程232.67131.27140.6138.14373.28合计229.66131.1192.8126.85322.48各项占总投资比例71.22%57.09%28.78%8.33%100%