架构能源输送“高速路”

    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,几米外绿油油的农田里,农民们正忙着侍弄庄稼——很多人不知道,从这里起步,是一条纵跨晋豫鄂的640公里长的银色长龙——国内首条特高压输电工程——1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程。这项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的建成投产,印证着在十一五期间我国在重大工程方面日益壮大的自主创新能力,也拉开了中国电力进入快速发展的特高压时代的历史帷幕。

立足国情,优化资源配置

    近期发生的京藏高速公路大堵车事件,某种意义上反映了中国经济结构的梗阻现象:负荷中心和资源中心相距遥远,可再生资源主要集中西部和北部,而负荷中心却在东部和南部;相当多的拥堵车辆是为了将西部的煤炭运往东部……

    解决该运输难题有一剂良方:将西部的煤炭资源转成电力再通过特高压输往东部,不仅降低了用煤成本,也减少了沿途污染——天然分布的能源国情使特高压成为转变能源发展方式的必然选择。

    特高压电网,是指1000千伏交流和正负800千伏直流输电网络。它具有远距离、大容量、低损耗输送电力和节约土地资源等特点,被称作“电力高速公路”。此前,中国电网主要以500千伏交流和±500千伏直流系统为主,因线路损耗等原因,电力输送能力和规模都受到严重制约。

    针对未来我国能源及电力输送需求将不断增大的趋势,以及西部大开发的新特点,国家电网公司提出利用特高压电网来实现能源资源优化配置的发展战略,通过电力能源的远距离输送,对实现更大范围的资源优化配置,构筑稳定、经济、清洁、安全的能源供应体系等具有重大意义。

    西部大开发战略创造了千载难逢的发展机遇,国家在规划指导、政策扶持、资金投入、产业布局等方面都给予西部极大的支持。十年间西部地区能源基础设施项目建设发展迅速,电网结构逐步强化,电压等级不断提高,已进入跨区互联、西电东送的新阶段。

    2009年1月6日,国内首条特高压输电工程——晋东南—荆门1000千伏特高压交流输电试验示范工程正式投运。截至2010年7月31日,累计送电157.54亿千瓦时,发挥了重要的送电和水火互济、事故支援联网功能,在促进华北煤炭基地集约化开发的同时,有力缓解了华中地区季节性缺电矛盾。

    2010年7月8日,世界上首个电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的直流输电工程——向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程的成功投入运行,每年可向上海输送350亿千瓦时的清洁电能,其投运也标志着我国全面进入特高压交直流电网混合时代。

自主创新,引领世界风气

    无数次,有20多层楼高的特高压真型试验塔反复试验;无数次,年过半百的电力专家登上高高的铁塔只为测量准确的导线间隙;无数次,历经雷雨、大风、高温、严寒等恶劣气候的考验……面对这项在世界电力范围内都极具挑战性的先进技术,中国特高压的攻关从未停止。

    晋东南—荆门1000千伏特高压交流输电试验示范工程的成功建设和运行,全面验证了特高压交流输电的技术可行性、系统安全性、设备可靠性、环境友好性,标志着我国在远距离、大容量、低损耗的特高压核心技术和设备国产化上取得重大突破。我国现已具备大规模应用特高压交流输电技术的条件。

    在工程实践中,国家电网公司系统地开展了180项特高压关键技术研究,在电压标准、电磁环境、过电压及绝缘配合、无功电压控制、防雷技术、高海拔、重冰区等方面取得全面突破,不仅达到了世界领先水平,而且建成了世界一流的特高压试验研究体系,全面掌握了特高压交流输电的核心技术,大幅提升了我国电网技术水平和自主创新能力。

    国家电网公司副总经理舒印彪曾骄傲地表示:“在中国特高压交流试验示范工程的三站两线中,见不到有外国商标的整机设备。” 

    此言不虚。我国研制成功的代表世界最高水平的全套特高压交流设备,设备国产化率达到90%,具备了特高压交流设备的批量生产能力,推动国内电工装备制造业实现了产业升级和跨越式发展。在世界上首次研究提出了7大类77项标准构成的特高压交流输电技术标准体系;率先建立了特高压直流技术标准体系。目前,已发布特高压直流技术企业标准62项、行业标准8项,立项编制国际标准4项、国家标准14项、行业标准7项;已申请专利248项,获得授权122项。全面确立了我国在特高压输电技术研究、装备制造、工程设计、建设和运行领域的国际领先地位。

    工程取得的重大创新成就引起了国内外的广泛关注,对世界电力工业发展都具有重要意义。我国的特高压交流标准电压已被推荐为国际标准电压。美国电气电子工程师学会电力系统分会标准委员会副主席托马斯·普里沃斯特由衷地赞道,中国特高压领风气之先,带给世界的是里程碑式的转折点。

指引未来,迎接特高时代

    作为西电东送这一世纪工程的主网架,特高压构成大流量的电力高速输送通道,无疑将在未来承担着实现全国能源资源优化配置,保障国家能源安全和电力可靠供应的历史重任。

    据了解,“十二五”期间我国特高压电网进入发展的重要阶段:

    到2015年,华北、华中、华东特高压电网将形成“三纵三横”网架结构,锡盟、蒙西、张北能源基地通过三个纵向特高压交流通道向“三华”送电,北部煤电、西南水电通过三个横向特高压交流通道向中东部负荷中心送电;

    配合西南水电、西北华北煤电和风电基地开发,建设锦屏—江苏等15回直流输电工程;

    建成青藏直流联网工程,满足西藏供电,实现西藏电网与西北主网联网……

    到2020年,国家电网将建成以“三华”特高压同步电网为受端,东北特高压电网、西北750千伏电网为送端,联结各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地,各级电网协调发展的坚强智能电网。

    特高压未来发展蓝图已然绘毕,昭示着中国电力实现跨越式发展的灿烂明天。