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九州代理电话:特高压:走向世界的能源“金名片”

中国能源报发布时间:2021-06-11 10:41:10

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从万米高空俯瞰大地,山中铁塔是云的起点、路的终点,飞架的银线横亘崇山峻岭、蜿蜒大江南北。这是特高压电网将清洁电能源源不断地送向四面八方,为神州大地带去光明与温暖。

从云南的金沙江畔到深圳的珠江口,最快、最忙的“高速”路线是哪一条?既不是飞机航道,也不是高铁线路,而是西电东送工程搭建起的电力高速路——不到1秒钟,来自云南的清洁电力,就通过特高压电网抵达广东用户的桌上案头。

截至2020年底,我国已建成“14交16直”、在建“2交3直”共35个特高压工程,在运在建特高压线路总长度4.8万公里,比绕地球赤道一圈还长。

改革开放前,我国电网的最高电压等级仅为330千伏,如今,我国已拥有世界上电压等级最高的±1100千伏直流输电和1000千伏特高压交流输电线路。短短十余年,我国特高压技术从“没有路”到“蹚出路”、从“跟随跑”到“领头跑”、从“引进来”到“走出去”,改变了中国的能源版图,也改写了世界的输变电技术格局。

从“没有路”到“蹚出路”

在北京,故宫上演的灯光秀,离不开张北的风电光伏;在上海,外滩的流光溢彩,来源于四川大凉山的电力;在广州,“小蛮腰”电视塔的霓虹靠云贵高原的水电点亮……

展开中国的资源地图,可以发现,煤炭、风能、太阳能、水能“深藏”于中国西部,而用电负荷中心远在几千公里外的中部和东部。

仅仅在20年前,解决发电用电区域不平衡、用电供需紧张最简单、最安全的方式仍是拉闸限电。如今,伴随特高压成为契合我国资源禀赋的“超级快递”,电力的跨区域、大容量、远距离传输成为可能。

目前,仅在国家电网经营区,每年4500多亿度电通过34640公里的特高压线路,从遥远的大西北、大西南,跨越中国地理三级阶梯,自西向东,源源注入经济中心,支撑着都市里的璀璨灯光、工厂里的飞转马达、千家万户的日常起居。

从能源中心到负荷中心,汩汩流动的电力像新鲜血液为经济发展提供着澎湃动力。正是通过特高压这一动脉,使西电东送更有效率、更加顺畅。

特高压是指直流±800千伏和交流1000千伏以上的电压等级。2006年国务院印发的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020年)》第一次把特高压技术写入国家文件,特高压列为国家重点扶持的20项科技发展项目之一。

从2009年我国第一条特高压——晋东南-荆门1000千伏交流特高压项目正式投入运行至今,特高压解决了中国能源资源和负荷逆向分布的困局,实现了能源跨区域大范围的调配。

国网数据显示,±800千伏直流工程输送容量是±500千伏直流工程的2-3倍,经济输送距离提高到2-2.5倍。2020年,在运特高压输送能力达7340万千瓦,同比提高740万千瓦;利用小时数同比提高310小时。

特高压工程不仅传递着光明,还播撒着希望。

四川大凉山曾是全国最贫困的地区之一,从红军长征时的彝海结盟到今日的西电东送,希望的火种薪火相传。正是搭上了电力高速路,促使这里加快走上脱贫致富路。

从“跟随跑”到“领头跑”

特高压工程的探索之路,既是一条服务经济的动力之路,更是一条技术自主化的创新之路。在破解中国能源负荷逆向分布困局的同时,也带动了整个输变电设备制造、技术研发产业链的形成,打造出中国标准,获得了全球标准话语权。

回溯1989年,中国投运的第一条±500千伏直流输电线路——葛洲坝至上海的葛沪直流线路的装备和技术全套购买自外资企业。彼时,我国500千伏交直流电网的设备制造磕磕绊绊,从变压器、高压开关、避雷器、充油电缆到绝缘器材、电缆接头,与输变电有关的设备制造技术都需引进。超高压设备尚且如此,特高压技术装备更是想都不敢想的禁区。

“特高压设备是国际电工设备制造领域的珠穆朗玛峰。”业内人士感慨地说。经验表明,特高压设备大都达到了设计和制造的极限,常规设备的制造、运行经验不能确保对特高压设备特性的精确把握,存在风险。

上世纪60至90年代,前苏联和日本等国先后开展了相关前期试验研究,建设了试验站和试验工程,具有一定技术储备,但由于没有在运行的特高压工程,没有形成特高压设备的商业化供货能力,也没有特高压技术标准和规范。

在这种情况下,以特高压工程建设为依托,我国企业全面主导设备研制全过程,充分调用各种资源和力量,组成由专家委员会和科研、设计、制造、试验、建设、运行单位以及高校组成的常态设备研制工作体系,打破业主与厂家、厂家与厂家之间的技术壁垒,集中力量进行开放式创新。如今,与特高压相关的变压器、开关、绝缘等关键设备均实行了国产化率100%。

柔性直流换流阀被称为特高压直流工程的“心脏”,研发难度极高,目前这颗国产“心脏”已在昆柳龙直流特高压工程龙门换流站稳定“跳动”。

“在西电东送工程和特高压项目的带动下,中国输变电产业链蓬勃发展。特变电工从一家濒临倒闭的街道小厂,发展成为输变电制造行业的龙头企业。”特变电工股份有限公司相关负责人说。

“在建的白鹤滩—江苏工程是'十四五'开局建设的首个特高压工程。”国网直流公司项目经理邹军峰接受记者采访时表示,“我们在工程建设中强化了科技创新,在世界上将首次研发柔直+常规的混合级联特高压直流输电技术,研发应用能够快速实现毫秒级能量平衡的可控自恢复消能装置,将特高压直流馈入由依赖电网转变为支撑电网,缓解华东电网火电机组减少导致的电压稳定压力,大幅提升华东电网受电能力。”

如今,我国是唯一能自主研发特高压全套设备的国家,也是全球唯一掌握特高压技术以及商业化运营的国家,其安全稳定性得以验证,从未发生过类似于欧美电网大面积停电的事故。

从“引进来”到“走出去”

从超高压技术设备的“引进来”,到特高压技术装备标准的“走出去”,这一“进”一“出”,见证了我国输变电技术的变迁。

梳理特高压发展脉络,仅十几年,我国特高压工程建设就具备了世界最高水平,创造了一批世界纪录。去年底刚投产的南方电网±800千伏昆柳龙直流工程是全球第一条特高压柔性直流工程,创造了世界上容量最大的特高压多端直流输电工程、首个特高压多端混合直流工程、首个特高压柔性直流换流站工程、首个具备架空线路直流故障自清除能力的柔性直流输电工程等19项电力技术领域的世界纪录,每一项都是输电技术领域“无人区”的重要突破。

通过发展特高压,我国装备制造技术水平和输变电技术水平实现了由“中国制造”到“中国创造”的跨越。由168项国家标准和行业标准组成的特高压输电技术标准,让我国在国际电工标准领域话语权显著提升,由此成立的国际特高压直流和交流输电技术委员会秘书处也设在中国。

目前,特高压带动中国技术、装备、工程走出去,成为能源领域“出海”的一张“金名片”。国家电网首个在国外独立投资、建设和运行的特高压工程——巴西美丽山水电±800千伏特高压直流,解决了长期困扰巴西的远距离能源输送难题。

技术没有止境,创新没有终点。“我们在建设中积极响应国家新基建、数字化的要求,探索智慧化管控手段。布拖换流站智慧工地是迄今为止功能最全、覆盖面最广的换流站智慧工地系统,它包含了人员车辆管理、信息采集反馈、安全监管、质量监测、环境监测以及BIM三维数字交底等多种功能,在全站设置高清摄像头,能够做到全天候实时监测。”白鹤滩—江苏±800千伏特高压直流输电工程布拖换流站智慧工地控制指挥中心项目副经理王雪野说。

启航新征程。“构建以新能源为主体的新型电力系统”的号角已经吹响,特高压正在担起新的历史使命。

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