有一條電力“高速路”,跨四川、重慶、湖北、安徽、江蘇5個(gè)?。ㄖ陛犑校?,全長2080千米。通過這條路,白鶴灘的清潔水電“快遞”至江蘇只需0.007秒!我們把這種應(yīng)用了1000千伏交流和±800千伏及以上直流輸電技術(shù),遠(yuǎn)距離、跨區(qū)域、運(yùn)力足、效率高、損耗低的電力專用“高速路”稱為特高壓輸電線路。
如今,放眼全國,在你不經(jīng)意中,每年有數(shù)萬億千瓦時(shí)的電能跨越湖海,翻越千山,通過長度超過4.8萬千米的特高壓輸電線路被送往經(jīng)濟(jì)發(fā)展的第一線。縱橫交錯(cuò)的特高壓線路,織成了一張前所未有的超級網(wǎng)絡(luò),成就了中國能源版圖里一場跨世紀(jì)的能源資源調(diào)配重組。
我們?yōu)槭裁匆?/span>“大國重器”特高壓?我們又是如何做到的?
01從西到東
中國,幅員遼闊,南北跨50多個(gè)緯度,東西越60多個(gè)經(jīng)度,是世界上氣候、地域、環(huán)境最復(fù)雜的國家之一,也是全球自然資源最豐富的國家之一。然而,我國能源資源與需求呈逆向分布。80%以上的能源資源分布在西部和北部地區(qū),70%以上的能源消費(fèi)集中在東中部地區(qū),能源富集地區(qū)距離負(fù)荷中心1000千米~4000千米。如何跨越時(shí)空障礙,將深藏在中國西部、北部的能源資源高效地送到東中部負(fù)荷中心呢?建設(shè)能源大規(guī)??缡】鐓^(qū)輸送通道勢在必行。于是,從以500千伏線路為聯(lián)絡(luò)線的跨省電網(wǎng)到西藏與西北電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)異步聯(lián)網(wǎng),我國形成了除臺灣地區(qū)外的全國電力聯(lián)網(wǎng)格局。
“寧讓電等發(fā)展,不讓發(fā)展等電。”隨著經(jīng)濟(jì)的騰飛,用電量的快速增長,中國成為了世界上最大的能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國。我國需要的輸電線路越來越多,輸電容量也越來越大。然而,輸電通道也是寶貴的資源,電網(wǎng)建設(shè)也需要精打細(xì)算。為了很好地滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求,從根本上解決能源資源高效配置問題,特高壓輸電被提上日程。就這樣,一條條特高壓“電力快車道”打通了中國能源輸送的“經(jīng)脈”,也迎來了“西電東送、北電南供、水火互濟(jì)、風(fēng)光互補(bǔ)”的高光時(shí)刻。
02從無到有
中國作為制造業(yè)大國,能源的飯碗必須端在自己手里。從高壓到超高壓,從超高壓到特高壓,踏著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的鼓點(diǎn),中國遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)突飛猛進(jìn)。目前,中國電網(wǎng)的最高電壓等級已達(dá)到交流1000千伏和直流±1100千伏,單條線路的輸電距離突破了3300千米。中國成為世界上電壓等級最高的國家。
不積跬步,無以至千里,攀登世界電力技術(shù)的“珠穆朗瑪峰”,不是一朝一夕完成的,有太多需要從零突破的難題。其實(shí),很多發(fā)達(dá)國家從幾十年前就開始研究特高壓,但是最后都以中途“退賽”收場,只有中國堅(jiān)持了下來。
我國從上世紀(jì)80年代中期就開始開展特高壓技術(shù)的部分前期研究與試驗(yàn);
2004年,正式啟動(dòng)了特高壓輸電工程關(guān)鍵技術(shù)研究和可行性研究。中國的電網(wǎng)工程師們明白,唯有自主創(chuàng)新才是出路。經(jīng)過無數(shù)電力工作者夜以繼日的攻堅(jiān)克難,中國破解了特高壓交流輸電過電壓控制、外絕緣子配置、電磁環(huán)境控制、特高壓交直流混合大電網(wǎng)安全控制等世界級難題,最終實(shí)現(xiàn)了“從0到1”的突破。
大電網(wǎng)安全控制問題如何解決?中國電科院建成了世界最先進(jìn)的電力系統(tǒng)仿真平臺,對超大型特高壓交直流混合電力系統(tǒng)進(jìn)行了全景仿真計(jì)算,
模擬了10萬多個(gè)故障條件和運(yùn)行方式,充分驗(yàn)證特高壓電網(wǎng)的安全可靠性。
特高壓變壓器和特高壓換流閥作為特高壓輸電工程的核心裝備,是如心臟一樣的存在,由于研發(fā)難度極高,被譽(yù)為“特高壓技術(shù)皇冠上的明珠”。為了攻克核心技術(shù),國家電網(wǎng)公司集合了300多家單位上千名科研技術(shù)專家,潛心研發(fā)多年。你可能想不到,將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的關(guān)鍵設(shè)備——特高壓換流閥,它的生產(chǎn)車間比醫(yī)院腦外科手術(shù)的環(huán)境還要潔凈100倍。如今,
中國成為了世界上首個(gè),也是唯一一個(gè)掌握特高壓核心技術(shù)和全套裝備制造能力并將其投入商業(yè)化運(yùn)營的國家,成功實(shí)現(xiàn)了“中國創(chuàng)造”和“中國引領(lǐng)”
的逆襲。中國不僅建設(shè)了以特高壓為骨干網(wǎng)架的大電網(wǎng),打造了能源輸送通道全國聯(lián)網(wǎng)的世界級樣板,而且成為了特高壓輸電領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)制定者之一。
現(xiàn)在,我們可以自豪地說,在輸變電技術(shù)領(lǐng)域,中國達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
03從一到一
電網(wǎng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)脈。新中國成立以來,中國用幾十年走完了發(fā)達(dá)國家?guī)装倌曜哌^的發(fā)展歷程,經(jīng)濟(jì)總量躍升世界第二位,這“中國速度”背后少不了新基建主力軍之一的特高壓的加持。
2009年,世界第一個(gè)商業(yè)化運(yùn)營的、由我國自主研發(fā)并設(shè)計(jì)建設(shè)的
特高壓交流工程1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程投運(yùn),實(shí)現(xiàn)了華北電網(wǎng)和華中電網(wǎng)的水火調(diào)劑、優(yōu)勢互補(bǔ)。中國進(jìn)入特高壓時(shí)代。2010年,世界首個(gè)特高壓直流工程±800千伏云南—廣東特高壓直流輸電示范工程全面投運(yùn)。來自云南的水電經(jīng)過1400多千米的線路,被輸送到廣州,點(diǎn)亮了萬家燈火。中國電網(wǎng)一舉進(jìn)入交直流特高壓混合電網(wǎng)時(shí)代。
十多年來,中國特高壓線路長度、輸送電量飛速增長,從一條特高壓線路到一張?zhí)馗邏撼壘W(wǎng)絡(luò),條條銀線走高原、過荒漠、穿大江,為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活注入源源不斷的動(dòng)力。在一次次刷新“中國第一”“世界之最”的創(chuàng)新中,中國特高壓建設(shè)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展。
2019年,世界電壓等級最高、輸電容量最大、輸電距離最遠(yuǎn)的特高壓工程±1100千伏準(zhǔn)東—皖南特高壓直流輸電工程投運(yùn)。工程全長3324千米,沿途接連跨越秦嶺和長江天塹,讓新疆的風(fēng)點(diǎn)亮了華東的燈,成為連接西部邊疆與華東地區(qū)的“電力絲綢之路”。同年,1000千伏蘇通GIL綜合管廊工程建成投運(yùn)。這條素有“萬里長江第一廊”之稱的跨江管廊隧道工程不僅創(chuàng)造了多項(xiàng)“中國第一”,還有很多“世界之最”,是目前世界電壓等級最高、輸送容量最大、技術(shù)水平最高的超長距離GIL創(chuàng)新工程。
2020年,世界上首個(gè)以輸送清潔能源為主的特高壓輸電大通道±800千伏青海—河南特高壓直流輸電工程投運(yùn)。通過1500多千米的線路,青海大量的綠色能源被送入河南。同年,世界首個(gè)特高壓柔性直流示范工程——±800千伏烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程投產(chǎn)。特高壓線路從云南出發(fā),跨過高山河湖,把豐沛的水電分別送往廣東和廣西的用電負(fù)荷中心。此外,1000千伏雄安—石家莊、1000千伏張北—雄安特高壓交流輸變電工程分別于2019年、2020年投運(yùn),每年可為“千年大計(jì)”的雄安新區(qū)輸送70億千瓦時(shí)以上的清潔電能,為實(shí)現(xiàn)“未來之城”100%清潔能源供電
2021年12月,“十四五”期間我國開工建設(shè)的首項(xiàng)特高壓輸變電工程1000千伏南昌—長沙特高壓交流工程竣工投產(chǎn)。工程創(chuàng)造了特高壓建設(shè)速度新紀(jì)錄。2022年7月,“西電東送”又一項(xiàng)重大工程±800千伏白鶴灘—江蘇特高壓直流工程竣工投產(chǎn),總投資307億元,每年可輸送清潔電能超300億千瓦時(shí)。江水泱泱,奔流不息,來自金沙江的澎湃電力,沿著鐵塔銀線瞬間點(diǎn)亮姑蘇城外的璀璨燈火,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展注入充足的綠色能量。
“加大力度規(guī)劃建設(shè)以大型風(fēng)光電基地為基礎(chǔ)、以其周邊清潔高效先進(jìn)節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系”,我國已建成全球規(guī)模最大的特高壓交直流混合電網(wǎng)。截至目前,全國累計(jì)在建在運(yùn)“19交20直”特高壓輸電工程。2022年年底前,
國家電網(wǎng)公司將再完成投資近3000億元,在建項(xiàng)目總投資達(dá)到1.3萬億元,
帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游投資超過2.6萬億元,力爭年內(nèi)核準(zhǔn)開工“4交4直”特高壓輸電工程。
如今,張北的風(fēng)點(diǎn)亮雄安的燈,四川的水電送往江浙滬,新疆的風(fēng)長驅(qū)直入送中原……在落實(shí)國家“西電東送”戰(zhàn)略,助力國家大氣污染防治,
服務(wù)新能源發(fā)展,積極推動(dòng)能源轉(zhuǎn)型,推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級、
拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長等方面,特高壓電網(wǎng)不遺余力地發(fā)揮著它的“特長”。
現(xiàn)在,特高壓輸電工程還緊跟“一帶一路”的步伐,大步邁向世界。以特高壓技術(shù)為代表的中國電網(wǎng)技術(shù)已成為世界能源領(lǐng)域的一張亮麗名片,帶動(dòng)中國電工裝備制造產(chǎn)業(yè)走出國門,多年追夢,中國特高壓技術(shù)引領(lǐng)全球,一舉登頂電力科技的“珠穆朗瑪峰”,中國電力發(fā)展實(shí)現(xiàn)了彎道超車。多年建設(shè),中國特高壓讓高效的能源資源跨區(qū)域輸送成為現(xiàn)實(shí),也讓“綠電”模式成為了中國能源和電力發(fā)展的新風(fēng)向。多年發(fā)展,中國特高壓走出國門,邁向世界,在點(diǎn)亮華夏大地的同時(shí),也為世界貢獻(xiàn)著中國經(jīng)驗(yàn)。天行健,君子以自強(qiáng)不息。為中華民族偉大復(fù)興而奮斗,中國電力人將核心技術(shù)
牢牢掌握在自己手里!
縱橫神州,放眼世界,在特高壓輸電技術(shù)的加持下,這張全球輸電距離最遠(yuǎn)、能源資源配置能力最強(qiáng)的電網(wǎng),還將變得越來越智能,為美好生活充電、為美麗中國賦能,在未來發(fā)展中貢獻(xiàn)更多的中國智慧。(揚(yáng)州瑞光迪尼瑪牽引繩轉(zhuǎn)發(fā))