澳大利亚的可再生能源如何跨越州界输送,正成为其能源转型的一道现实难题。将塔斯马尼亚丰富的可再生电力送往大陆,意味着要铺设一条穿越农田、海岸线和维多利亚州拉特罗布谷的海底与地下电缆,每一段都涉及各自的社区、土地利用和审批流程。

澳大利亚已设定目标,到 2030 年可再生能源占其电力供应的 82%。要实现这一水平,不仅需要快速扩大可再生能源发电,还必须改造一个主要围绕集中式燃煤发电建立起来的电力系统。

尽管两方面的工作都已展开,澳大利亚广阔的地理尺度却增加了复杂性。主要人口中心可能远离可再生资源富集地区数百英里,因此新的输电线路必须长距离连接发电端与用电端。

释放机遇

挑战之外,澳大利亚的广袤国土和多样地貌也带来了机遇,可以容纳多种可再生能源组合,支撑更广泛的电力市场,其中包括塔斯马尼亚的水电和快速增长的风电产业——后者已装机约 420 兆瓦至 568 兆瓦,另有超过 7300 兆瓦的项目在建。

要释放这一机遇,需要提升跨越巴斯海峡的输电能力。巴斯海峡将岛州塔斯马尼亚与维多利亚州分隔开来。维多利亚州数十年来依赖燃煤发电,随着可再生能源装机增长,燃煤电厂正逐步退役。因此,新的电力来源需要接入一个能够按需求跨区域输送电力的系统。

虽然塔斯马尼亚与维多利亚之间已有巴斯林克(Basslink)500 兆瓦互联线路,但仍需扩大互联容量,以便更多电力在两个州之间双向流动:当大陆系统需要时,为维多利亚及更广泛的澳大利亚东海岸电网提供另一电源;当塔斯马尼亚供电充裕时,也让其能够获得大陆电力。

Marinus Link

Marinus Link 是一条正在开发中的 1500 兆瓦电力与通信互联线路,连接塔斯马尼亚西北部与维多利亚州拉特罗布谷,旨在将塔斯马尼亚的可再生能源与大陆需求相连。其路线全长约 214 英里,其中约 158 英里为穿越巴斯海峡的海底电缆,56 英里为穿越吉普斯兰的地下电缆。

该项目分两个 750 兆瓦阶段开发,而非一次性建设 1500 兆瓦回路,以满足塔斯马尼亚和维多利亚输电网络的运行要求(可用性与可靠性)。第一阶段计划于 2030 年完工。第二阶段的时序决定将很快做出,以符合国家电力市场输电规划和需求要求。

电缆将从伯尼附近的 Heybridge 出发,穿越巴斯海峡抵达维多利亚州的 Waratah Bay,随后继续以地下方式延伸至拉特罗布谷的 Hazelwood(图 1)。Heybridge 和 Hazelwood 的换流站将把高压直流(HVDC)系统与各州现有交流(AC)网络连接起来。

1. 该地图显示了 Marinus Link 的简化路线。图片来源:Jacobs

Jacobs 目前担任该项目第一阶段的集成交付合作伙伴,提供项目管理、工程设计、环境管理、施工管理和现场监督,以及项目治理,并与 Prysmian Powerlink、Hitachi Energy 和 TasVic Greenlink(DT Infrastructure 与 Samsung C&T Corp. 的合资企业)等其他交付伙伴合作。

跨越多个系统的项目

该项目已被列入澳大利亚政府的国家可再生能源优先清单,除了管理政府、监管机构、议会、承包商和社区等多方利益相关者外,还需要在工程、规划、施工和长期电网需求之间进行大量协调。

社区和土地所有者的要求也是一项重要考量。维多利亚段路线穿过拉特罗布谷、农业用地和沿海社区,最终抵达巴斯海峡。每个区域都有不同的土地利用方式和地方优先事项。早期沟通有助于确保各方关切被听到,并在选址和路线决策中加以考虑,从而尽可能减少实际干扰。

选址

Marinus Link 在 HVDC 连接两端都利用了现有的能源和工业场址。这减少了将项目接入两州输电网络所需的新增基础设施。

在 Hazelwood,换流站将毗邻拉特罗布谷现有的 Hazelwood 终端站(图 2)。该地区拥有悠久的发电历史和成熟的输电基础设施,并将提供接入维多利亚州 500 千伏交流输电网络的通道。

2. 该效果图展示了位于维多利亚州 Hazelwood 的换流站。图片来源:Jacobs

Heybridge 采用同样的思路。换流站将建在伯尼附近一座二氧化钛工厂的旧址上(图 3),在那里可以连接塔斯马尼亚的 220 千伏交流网络。

3. 该示意图展示了位于塔斯马尼亚州 Heybridge 的换流站。图片来源:Jacobs

将两座换流站都设在靠近现有输电资产的位置,可使新增交流连接相对较短,并减少两端周边所需的额外土地。由此,工程挑战转向两者之间的电缆系统。

连接工程

第一阶段将通过对称单极 ±320 千伏 HVDC 连接提供 750 兆瓦容量。该线路是塔斯马尼亚与维多利亚之间约 214 英里海底与地下路线的一部分,其中维多利亚大陆段约有 56 英里地下电缆。HVDC 换流站采用较新的电压源换流器(VSC)技术,以在该电压等级下实现高输电容量。

Marinus Link 采用 VSC 技术,而非许多传统 HVDC 方案使用的基于晶闸管的电网换相换流器(LCC)方式,因为它具备以下特点:

这些特性在塔斯马尼亚一侧尤为重要,当地可再生能源和水电高度分散,形成的运行条件更受益于动态电压和频率支撑。

电缆安装采用水平定向钻(HDD)穿越河流、公路和铁路,以及巴斯海峡两侧的岸线穿越。这是大型海底电力电缆的常见做法,因为它可以减少环境影响,并避免电缆暴露于海浪作用和海岸侵蚀。

路线规模带来了一系列工程接口。连接必须穿越巴斯海峡,登陆后继续以地下方式延伸,再接入两端的电力网络。电缆施工还必须与换流基础设施以及支撑两者的土建施工相互协调。

2025 年,Marinus Link 已锁定 HVDC 电缆和换流技术,为施工做好准备。作为集成交付合作伙伴,我们的职责包括管理技术工程和施工包,并为 HVDC 电缆及配套基础设施建立治理结构。

在不同施工包交汇处,这种协调尤为重要。电缆承包商和土建承包商必须在电缆安装期间共同作业于公共区域,换流站工程也与土建施工计划相互衔接。管理这些依赖关系,可以让各个包作为同一个 750 兆瓦连接的组成部分协同推进。

澳大利亚的可再生能源目标,取决于输电能力能否与新增发电同步扩张。建设更多太阳能、风能和其他可再生能源装机,只解决了该国能源需求的一部分。电力还必须从资源可用地区输送到需求发生地。

Marinus Link 这样的项目,把这一挑战落实到具体的工程和交付决策上。换流站的位置影响着新线路接入现有电网的效率。电缆技术决定了电力如何长距离输送,而安装方法必须应对沿线遇到的实际条件。这些选择还受制于审批流程、施工进度以及承载基础设施的社区要求。把它们统筹管理,对于交付澳大利亚未来所需的能源系统至关重要。

——Lara Kruk 是 Jacobs 亚太区能源与电力业务区域解决方案总监。

Q&A

Q1:Marinus Link 是什么?它的作用是什么?

A:Marinus Link 是一条正在开发的 1500 兆瓦电力与通信互联线路,连接塔斯马尼亚西北部与维多利亚州拉特罗布谷,用于将塔斯马尼亚的可再生能源输送到大陆,并在两州之间实现电力双向流动。

Q2:Marinus Link 的路线有多长?分几个阶段建设?

A:路线全长约 214 英里,包括约 158 英里海底电缆和 56 英里地下电缆。项目分两个 750 兆瓦阶段建设,第一阶段计划 2030 年完工,第二阶段时序将很快决定。

Q3:为什么 Marinus Link 采用 VSC 技术而不是 LCC?

A:因为 VSC 技术能提供动态电压和频率支撑等特性,这在塔斯马尼亚一侧尤其有价值——当地可再生能源和水电高度分散,运行条件更需要这类支持。

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