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不断创新 我国特高压电网建设攀上世界输电技术新高峰

编者按:8月10日,《经济日报》“迎接党的十八大特刊”整版刊发《攀上世界输电技术新高峰——记我国特高压电网建设》,并配发评论文章《创新与突破》,对国家电网公司特高压建设成就进行了图文重点报道。
攀上世界输电技术新高峰——记我国特高压电网建设


  特高压交直流输电工程是代表世界最高水平的电力工程,是我国能源基础研究和建设领域的重大自主创新,也是我国电网建设、运行整体水平迈上新台阶的重要标志。这一工程的全面突破,在国际特高压输电领域实现了“中国创造”和“中国引领”。


  今年7月28日,又一条特高压能源大通道溪洛渡左岸—浙江金华±800千伏特高压直流输电工程正式开工。


  “与已建成的特高压直流工程相比,该工程在输送容量、技术水平等方面再次刷新世界纪录。这是±800千伏直流输电技术的标准化工程,不仅在国内具有重大的示范效应,在国际电工领域也将产生重大影响。”开工动员大会上,国家电网公司副总经理舒印彪说。


  引领电网发展方向


  特高压技术的全面突破,为中国乃至世界电力工业的创新变革提供了战略选择。巴西、俄罗斯、印度等国已相继将特高压作为能源和电力发展的重要方向


  2012年,国家电网公司特高压工程建设正酣。展开我国地图,皖电东送淮南—上海特高压交流输电示范工程、锦屏—苏南±800千伏特高压直流工程、哈密南—郑州±800千伏特高压直流输电工程、溪洛渡左岸—浙江金华±800千伏特高压直流输电工程相继开工,锡林郭勒盟—南京特高压工程已获得批准,准东—成都±1100千伏特高压直流工程也已启动前期准备工作……国家电网特高压“四交三直”的宏伟蓝图已勾勒出精彩轮廓,一条条特高压线路正如银龙般呼啸奔腾。


  特高压和传统电网相比,有着明显的优势。它的输送容量更大,输送距离更远,损耗也更低。500千伏电网的一般输送距离在500公里以内,而特高压交流可以输送1000公里以上。建设特高压线路,还能够大量节省输电走廊。


  “特高压好比是高速公路,传统的500千伏和200千伏电网可以比作国道、省道,低压的配电网可以比作是县道、乡道。”国家电网新闻发言人张正陵表示。


  “特高压电网在我国生根发芽,除了我们强大的自主创新能力,也是由我国特殊的国情所决定的。”中国工程院院士薛禹胜说。


  改革开放以来,我国电力工业长期保持较快增长趋势,2004年的发电装机仅为4.4亿千瓦,2010年的发电装机已增至9.6亿千瓦,而2020年的发电装机预计将超过17亿千瓦,增长空间巨大。然而,由于我国70%以上的能源需求集中在东中部经济较发达地区,而76%的煤炭资源分布在北部和西北部,80%的水能资源分布在西南部,风电等新能源也主要集中在北部和西北部。能源资源和负荷中心呈逆向分布,使得我国能源生产重心不断西移和北移,目前的500千伏电网无法满足大容量、远距离、高效率输电的需要。


  “我国的这一基本国情和以煤为主的能源禀赋,决定了必须实施远距离、大规模输电,建设坚强智能电网,在全国范围优化配置和消纳电力。”薛禹胜说。


  经济社会效益显著


  通过特高压工程尽力消纳水电、替代火电,可极大减轻铁路和公路的运煤压力,提高能源输送效率,提升节能减排效果


  在山西省长治市长子县的郊外,赫然矗立着70多米高的输电塔。从这里起步,是一条纵跨晋豫鄂、640公里长的银色长龙——国内首条特高压输电工程1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程。这是目前世界上运行电压最高、技术水平最先进、我国具有完全自主知识产权的交流输变电工程。它的建成投产,拉开了中国电力进入特高压时代的历史帷幕。


  在这条线路的另一端华中地区,自从特高压交流试验示范工程2009年1月6日正式投运后,这里的居民就很少再受到缺电困扰。尤其在煤电运紧张的2011年,特高压交流试验示范工程成为缓解华中地区电力紧张局面的功臣。该年度我国大部分地区用电负荷创历史新高,最大电力缺口超过3000万千瓦。国家电网公司充分发挥特高压等跨区电网作用,优化资源配置,增加电力供给,保障了华中地区电力有序供应。据统计,2011年,特高压交流试验示范工程在停运扩建近5个月的情况下,输电交易70.6亿千瓦时(度)。通过特高压等跨区联网工程,华中电网全年接受外来电量216.18亿千瓦时,相当于输煤1080万吨,有效缓解了季节性缺电问题。


  国家电网公司建成的向家坝—上海±800千伏特高压直流输电工程,在四川水电外送、保障华东电网迎战用电高峰、缓解煤电运紧张等方面也发挥了重要作用。近期,我国华中地区发生多次大范围强降雨过程。有着“水电王国”之称的四川,水电消纳面临严重“滞销”,出现部分“弃水”现象。国家电网公司协调相关发电企业,减少火力发电,利用特高压等跨区跨省输电通道,最大限度将四川的清洁水电送往华东、华中、西北和华北等地区。尤其是随着四川锦屏至江苏苏南的“锦苏特高压直流工程”投运,以及四川向家坝至上海的“向上特高压直流工程”增送电力等,川电外送规模连创历史新高。今年7月18日,川电外送突破千万至1094万千瓦,同比增长48%,最大占到该省发电比重的一半。


  占据世界电力技术制高点


  世界首条特高压交流输电工程,用众多的“中国创造”实现了特高压输电领域的“中国引领”


  早在2009年年初,中国就已经攀上了世界输电技术领域的“珠穆朗玛峰”,晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流试验示范工程投运,使我国的电力输送等级从750千伏跃升到1000千伏。


  这一步不仅仅是简单的技术升级,而是对电磁、电晕、过电压及变电设备、绝缘等进行全新设计。工程投运当年,美国能源部部长朱棣文来到国家电网公司,在特高压工程沙盘前久久伫立。“中国的特高压项目令人印象深刻,技术上达到了很高水平。”他感慨道,“中国为美国和世界上许多国家树立了榜样,希望能与中国国家电网公司有更多合作。”


  从事了几十年科研及管理工作的中国电力科学研究院院长郭剑波说:“以往大多项目都是单项技术突破。但特高压输变电系统开发与示范重大项目,是在整个领域取得了全方位突破,真正实现了世界公认的‘中国引领’。”


  自2004年底启动特高压直流输电技术研究以来,国家电网公司在世界上率先系统掌握了特高压输变电核心技术及其设备制造能力,而且立项编制了相关的行业、国家、国际标准,为特高压输电技术的规模应用和走出国门创造了条件,占据了世界电力技术制高点。


  2011年,特高压交流试验示范工程荣获中国电力科技进步一等奖、中国工业大奖。2009年,国际电工委员会成立高压直流输电技术委员会,并将秘书处设在国家电网公司,大大提升了我国在国际电工领域的话语权。


  从特高压交流工程中在世界上首次成功研制的单体式变压器,到电压和容量均创造世界纪录的单柱线圈;从特高压直流工程中在世界上首次研制成功并实现工程应用的6英寸晶闸管,到电压等级最高、单台容量最大的换流变压器……特高压交流试验示范工程和特高压直流输电示范工程在技术、设备制造、工程建设等方面究竟创造了多少个“世界之最”,恐怕连业内人士都难以尽数,两项工程的设备国产化率分别达到91%和67%。


  依托特高压的工程实践,特高压设备已成为我国电工设备制造企业走向世界的金色名片。全国政协常委、国家能源局原局长张国宝言辞恳切:“正是得益于特高压这样的重大工程,国内设备制造企业在技术水平、产品质量和服务方面已和当年不可同日而语。”


  在国家电网公司的主导下,电力装备行业通力合作,用短短4年时间,走过了俄罗斯和日本等国15至20年的道路并实现全面超越,研制成功了代表世界最高水平的全套特高压设备,创造了一大批世界纪录,掌握了核心技术,形成了批量生产能力,实现了国内电工装备制造的产业升级。


  今年5月31日,德国柏林。国家电网公司总经理刘振亚在全球可持续电力合作组织领导人峰会上作了“发展特高压输电,构建洲际能源输送大通道”的主题发言,提出基于特高压技术的跨国、跨洲能源输送大通道建设,是解决全球共同能源问题的长远之策,引起与会代表的共鸣。


  今年6月5日,国家电网公司总经理刘振亚与俄罗斯统一电力国际公司总裁科瓦利丘克在北京人民大会堂签署谅解备忘录。双方将加强扩大电力边贸、加强对俄罗斯电网改造、开拓第三国电力市场等合作。


  此前,国家电网在葡萄牙、巴西投资接连取得突破,在巴西资产规模进一步扩大,实现了对海外资产的持续稳健运营。




  创新与突破


  我国能源与电力消费分布区域严重不平衡,迫切需要发展远距离大容量输电技术,建设具有远距离、大容量、低损耗输电能力的特高压输电工程。这决定了特高压的市场在中国,建设在中国,创新和突破也必须在中国。


  以国家电网为代表的中国企业面对发展机遇,在没有现成经验可以借鉴的情况下,立足自主创新,依托重大工程实践,开展产学研用联合攻关,在特高压输电系统的串联补偿技术、过电压控制技术、大电网运行控制技术等方面取得新突破,在世界上率先掌握了特高压大容量输电系统集成技术,开发了全套具有自主知识产权的特高压交流输电工程技术,实现了科研攻关、工程设计、设备研制、成套设计、运输安装、调试试验和调度运行的全面自主化,进一步提升了我国电力行业的自主创新能力。


  特高压引领我国电力设备制造业驶入发展快车道。依托工程实践,国内骨干电工设备制造企业的自主创新能力得到了进一步增强,国产设备的工艺质量水平和安全可靠性有了显著提升,在国际特高压设备制造领域形成了相对技术优势和竞争优势。特高压设备已成为我国电工设备制造企业走向世界的“金色名片”。


  中国特高压电网作为目前全世界运行电压最高的输电工程,我国在世界上率先建立了从系统集成、工程设计、设备制造、施工安装、调试试验到运行维护的全套技术标准和试验规范。这些标准和规范在工程中得到全面应用和检验,为特高压交流输电大规模发展应用奠定了坚实基础,也为引领世界能源发展潮流赢得了主动权。
 

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