從萬米高空俯瞰大地，山中鐵塔是云的起點(diǎn)、路的終點(diǎn)，飛架的銀線橫亙崇山峻嶺、蜿蜒大江南北。這是特高壓電網(wǎng)將清潔電能源源不斷地送向四面八方，為神州大地帶去光明與溫暖。
從云南的金沙江畔到深圳的珠江口，最快、最忙的“高速”路線是哪一條？既不是飛機(jī)航道，也不是高鐵線路，而是西電東送工程搭建起的電力高速路——不到1秒鐘，來自云南的清潔電力，就通過特高壓電網(wǎng)抵達(dá)廣東用戶的桌上案頭。
截至2020年底，我國已建成“14交16直”、在建“2交3直”共35個(gè)特高壓工程，在運(yùn)在建特高壓線路總長度4.8萬公里，比繞地球赤道一圈還長。
改革開放前，我國電網(wǎng)的最高電壓等級僅為330千伏，如今，我國已擁有世界上電壓等級最高的±1100千伏直流輸電和1000千伏特高壓交流輸電線路。短短十余年，我國特高壓技術(shù)從“沒有路”到“蹚出路”、從“跟隨跑”到“領(lǐng)頭跑”、從“引進(jìn)來”到“走出去”，改變了中國的能源版圖，也改寫了世界的輸變電技術(shù)格局。
（文丨本報(bào)記者 張子瑞 蘇南 韓逸飛）
從“沒有路”到“蹚出路”
在北京，故宮上演的燈光秀，離不開張北的風(fēng)電光伏；在上海，外灘的流光溢彩，來源于四川大涼山的電力；在廣州，“小蠻腰”電視塔的霓虹靠云貴高原的水電點(diǎn)亮……
展開中國的資源地圖，可以發(fā)現(xiàn)，煤炭、風(fēng)能、太陽能、水能“深藏”于中國西部，而用電負(fù)荷中心遠(yuǎn)在幾千公里外的中部和東部。
僅僅在20年前，解決發(fā)電用電區(qū)域不平衡、用電供需緊張最簡單、最安全的方式仍是拉閘限電。如今，伴隨特高壓成為契合我國資源稟賦的“超級快遞”，電力的跨區(qū)域、大容量、遠(yuǎn)距離傳輸成為可能。
目前，僅在國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)，每年4500多億度電通過34640公里的特高壓線路，從遙遠(yuǎn)的大西北、大西南，跨越中國地理三級階梯，自西向東，源源注入經(jīng)濟(jì)中心，支撐著都市里的璀璨燈光、工廠里的飛轉(zhuǎn)馬達(dá)、千家萬戶的日常起居。
從能源中心到負(fù)荷中心，汩汩流動(dòng)的電力像新鮮血液為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供著澎湃動(dòng)力。正是通過特高壓這一動(dòng)脈，使西電東送更有效率、更加順暢。
特高壓是指直流±800千伏和交流1000千伏以上的電壓等級。2006年國務(wù)院印發(fā)的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020年）》第一次把特高壓技術(shù)寫入國家文件，特高壓列為國家重點(diǎn)扶持的20項(xiàng)科技發(fā)展項(xiàng)目之一。
從2009年我國第一條特高壓——晉東南-荊門1000千伏交流特高壓項(xiàng)目正式投入運(yùn)行至今，特高壓解決了中國能源資源和負(fù)荷逆向分布的困局，實(shí)現(xiàn)了能源跨區(qū)域大范圍的調(diào)配。
國網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，±800千伏直流工程輸送容量是±500千伏直流工程的2-3倍，經(jīng)濟(jì)輸送距離提高到2-2.5倍。2020年，在運(yùn)特高壓輸送能力達(dá)7340萬千瓦，同比提高740萬千瓦；利用小時(shí)數(shù)同比提高310小時(shí)。
特高壓工程不僅傳遞著光明，還播撒著希望。
四川大涼山曾是全國最貧困的地區(qū)之一，從紅軍長征時(shí)的彝海結(jié)盟到今日的西電東送，希望的火種薪火相傳。正是搭上了電力高速路，促使這里加快走上脫貧致富路。
從“跟隨跑”到“領(lǐng)頭跑”
特高壓工程的探索之路，既是一條服務(wù)經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力之路，更是一條技術(shù)自主化的創(chuàng)新之路。在破解中國能源負(fù)荷逆向分布困局的同時(shí)，也帶動(dòng)了整個(gè)輸變電設(shè)備制造、技術(shù)研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈的形成，打造出中國標(biāo)準(zhǔn)，獲得了全球標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。
回溯1989年，中國投運(yùn)的第一條±500千伏直流輸電線路——葛洲壩至上海的葛滬直流線路的裝備和技術(shù)全套購買自外資企業(yè)。彼時(shí)，我國500千伏交直流電網(wǎng)的設(shè)備制造磕磕絆絆，從變壓器、高壓開關(guān)、避雷器、充油電纜到絕緣器材、電纜接頭，與輸變電有關(guān)的設(shè)備制造技術(shù)都需引進(jìn)。超高壓設(shè)備尚且如此，特高壓技術(shù)裝備更是想都不敢想的禁區(qū)。
“特高壓設(shè)備是國際電工設(shè)備制造領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰。”業(yè)內(nèi)人士感慨地說。經(jīng)驗(yàn)表明，特高壓設(shè)備大都達(dá)到了設(shè)計(jì)和制造的極限，常規(guī)設(shè)備的制造、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不能確保對特高壓設(shè)備特性的精確把握，存在風(fēng)險(xiǎn)。
上世紀(jì)60至90年代，前蘇聯(lián)和日本等國先后開展了相關(guān)前期試驗(yàn)研究，建設(shè)了試驗(yàn)站和試驗(yàn)工程，具有一定技術(shù)儲(chǔ)備，但由于沒有在運(yùn)行的特高壓工程，沒有形成特高壓設(shè)備的商業(yè)化供貨能力，也沒有特高壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
在這種情況下，以特高壓工程建設(shè)為依托，我國企業(yè)全面主導(dǎo)設(shè)備研制全過程，充分調(diào)用各種資源和力量，組成由專家委員會(huì)和科研、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、建設(shè)、運(yùn)行單位以及高校組成的常態(tài)設(shè)備研制工作體系，打破業(yè)主與廠家、廠家與廠家之間的技術(shù)壁壘，集中力量進(jìn)行開放式創(chuàng)新。如今，與特高壓相關(guān)的變壓器、開關(guān)、絕緣等關(guān)鍵設(shè)備均實(shí)行了國產(chǎn)化率100%。
柔性直流換流閥被稱為特高壓直流工程的“心臟”，研發(fā)難度極高，目前這顆國產(chǎn)“心臟”已在昆柳龍直流特高壓工程龍門換流站穩(wěn)定“跳動(dòng)”。
“在西電東送工程和特高壓項(xiàng)目的帶動(dòng)下，中國輸變電產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展。特變電工從一家瀕臨倒閉的街道小廠，發(fā)展成為輸變電制造行業(yè)的龍頭企業(yè)?！碧刈冸姽す煞萦邢薰鞠嚓P(guān)負(fù)責(zé)人說。
“在建的白鶴灘—江蘇工程是‘十四五’開局建設(shè)的首個(gè)特高壓工程?！眹W(wǎng)直流公司項(xiàng)目經(jīng)理鄒軍峰接受記者采訪時(shí)表示，“我們在工程建設(shè)中強(qiáng)化了科技創(chuàng)新，在世界上將首次研發(fā)柔直+常規(guī)的混合級聯(lián)特高壓直流輸電技術(shù)，研發(fā)應(yīng)用能夠快速實(shí)現(xiàn)毫秒級能量平衡的可控自恢復(fù)消能裝置，將特高壓直流饋入由依賴電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹坞娋W(wǎng)，緩解華東電網(wǎng)火電機(jī)組減少導(dǎo)致的電壓穩(wěn)定壓力，大幅提升華東電網(wǎng)受電能力。”
如今，我國是唯一能自主研發(fā)特高壓全套設(shè)備的國家，也是全球唯一掌握特高壓技術(shù)以及商業(yè)化運(yùn)營的國家，其安全穩(wěn)定性得以驗(yàn)證，從未發(fā)生過類似于歐美電網(wǎng)大面積停電的事故。
從“引進(jìn)來”到“走出去”
從超高壓技術(shù)設(shè)備的“引進(jìn)來”，到特高壓技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)的“走出去”，這一“進(jìn)”一“出”，見證了我國輸變電技術(shù)的變遷。
梳理特高壓發(fā)展脈絡(luò)，僅十幾年，我國特高壓工程建設(shè)就具備了世界最高水平，創(chuàng)造了一批世界紀(jì)錄。去年底剛投產(chǎn)的南方電網(wǎng)±800千伏昆柳龍直流工程是全球第一條特高壓柔性直流工程，創(chuàng)造了世界上容量最大的特高壓多端直流輸電工程、首個(gè)特高壓多端混合直流工程、首個(gè)特高壓柔性直流換流站工程、首個(gè)具備架空線路直流故障自清除能力的柔性直流輸電工程等19項(xiàng)電力技術(shù)領(lǐng)域的世界紀(jì)錄，每一項(xiàng)都是輸電技術(shù)領(lǐng)域“無人區(qū)”的重要突破。
通過發(fā)展特高壓，我國裝備制造技術(shù)水平和輸變電技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)了由“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的跨越。由168項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成的特高壓輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，讓我國在國際電工標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域話語權(quán)顯著提升，由此成立的國際特高壓直流和交流輸電技術(shù)委員會(huì)秘書處也設(shè)在中國。
目前，特高壓帶動(dòng)中國技術(shù)、裝備、工程走出去，成為能源領(lǐng)域“出?！钡囊粡垺敖鹈薄译娋W(wǎng)首個(gè)在國外獨(dú)立投資、建設(shè)和運(yùn)行的特高壓工程——巴西美麗山水電±800千伏特高壓直流，解決了長期困擾巴西的遠(yuǎn)距離能源輸送難題。
技術(shù)沒有止境，創(chuàng)新沒有終點(diǎn)?！拔覀冊诮ㄔO(shè)中積極響應(yīng)國家新基建、數(shù)字化的要求，探索智慧化管控手段。布拖換流站智慧工地是迄今為止功能最全、覆蓋面最廣的換流站智慧工地系統(tǒng)，它包含了人員車輛管理、信息采集反饋、安全監(jiān)管、質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測以及BIM三維數(shù)字交底等多種功能，在全站設(shè)置高清攝像頭，能夠做到全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測?！卑Q灘—江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程布拖換流站智慧工地控制指揮中心項(xiàng)目副經(jīng)理王雪野說。
啟航新征程。“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的號(hào)角已經(jīng)吹響，特高壓正在擔(dān)起新的歷史使命。
評論 | 新中國史上濃墨重彩的一筆
文 | 本報(bào)評論員
在沒有成功經(jīng)驗(yàn)借鑒的背景下，中國特高壓歷經(jīng)20年的探索、實(shí)踐，在沒有路的地方硬是蹚出路來，實(shí)現(xiàn)了輸變電技術(shù)和裝備的“逆襲”。特高壓在中國的落地，靠什么？
特高壓在中國能落地，離不開統(tǒng)籌各種資源的體制優(yōu)勢和敢為天下先的創(chuàng)新精神。
從世界電網(wǎng)的發(fā)展歷程看，輸電網(wǎng)已經(jīng)有100多年歷史。輸電技術(shù)從低電壓到高電壓等級提升的過程中，發(fā)達(dá)國家一直處于領(lǐng)先地位。我國自主設(shè)計(jì)、建造首個(gè)330千伏輸變電工程比發(fā)達(dá)國家晚了20年，而在750千伏輸電技術(shù)方面我們則晚了40年。
之前一直處于“跟跑”狀態(tài)的中國電網(wǎng)曾一度沿著“引進(jìn)—消化—吸收—再創(chuàng)新”的路徑摸索前進(jìn)，但到了特高壓這一等級，原來的模式行不通了。
發(fā)達(dá)國家雖然嘗試過特高壓，但沒有成型的技術(shù)。在這樣的背景下，無論是研發(fā)成套工程裝備，還是關(guān)鍵參數(shù)與技術(shù)特性的獲取，都只能立足于自主創(chuàng)新。
而當(dāng)特高壓成為國家中長期科技重點(diǎn)扶持的項(xiàng)目之一，各種要素和資源向項(xiàng)目聚集，也推動(dòng)了特高壓在自主創(chuàng)新和研發(fā)的道路上實(shí)現(xiàn)盡快突破。
可以說，特高壓給了中國輸變電領(lǐng)域一次跨越式發(fā)展與自主創(chuàng)新的歷史性機(jī)會(huì)，而我們成功抓住了這一機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)了“彎道超車”。
特高壓在中國的落地，離不開重大國家工程的依托。
正是有了“西電東送”這一重大工程，特高壓在中國的商業(yè)化運(yùn)營才成為可能。同時(shí)，依托特高壓項(xiàng)目，反過來又帶動(dòng)了我國輸變電技術(shù)裝備產(chǎn)業(yè)鏈的整體突破。
“西電東送”把煤炭、水能資源豐富的西部省區(qū)的能源轉(zhuǎn)化成電力資源，輸送到電力緊缺的東部沿海地區(qū)，幫助西部把能源資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢的同時(shí)，也推動(dòng)了東部的能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化。這客觀上要求全國電網(wǎng)互聯(lián)，在更大范圍內(nèi)進(jìn)行資源優(yōu)化配置，實(shí)現(xiàn)電力更大規(guī)模、更遠(yuǎn)距離、更高效率的傳輸?？梢哉f，特高壓在中國的商業(yè)化應(yīng)用生逢其時(shí)。
特高壓既是工程建設(shè)，更是自主技術(shù)攻關(guān)。
能源科技裝備事關(guān)國家能源安全可持續(xù)發(fā)展，核心技術(shù)既買不來，也用市場換不來，自古只有華山一條路：推進(jìn)重大技術(shù)裝備國產(chǎn)化。
政策作引導(dǎo)、政府來協(xié)調(diào)、工程為依托、國產(chǎn)化裝備“首臺(tái)套”為突破口，通過凝聚起政府、企業(yè)、工程的強(qiáng)大合力，我國在1100千伏特高壓GIS出線套管用空心復(fù)合絕緣子、±800千伏棒形支柱瓷芯復(fù)合絕緣子、棒形懸式復(fù)合絕緣子等輸變電裝備領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了系列化、批量化突破。
復(fù)盤中國能源裝備的發(fā)展史，無論是核電、燃?xì)廨啓C(jī)、天然氣長輸管道，還是液化天然氣船，每一個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的突破，無不是依托重大工程，以點(diǎn)帶面。特高壓輸變電技術(shù)的突破再次印證了這一點(diǎn)。
“大水養(yǎng)大魚?！敝袊?jīng)濟(jì)是一片大海，而不是一個(gè)小池塘。正是受益于中國市場龐大需求、能源生產(chǎn)和消費(fèi)的巨大活力，特高壓技術(shù)才真正有了用武之地，開啟了商業(yè)化征程。
改革開放之初，我國電力缺口高達(dá)上千萬千瓦，不少工廠被迫“停三開四”，居民用電無法全部保證，“停電”成為一代人的記憶。
改革開放40多年來，從拉閘限電到村村通電，從可再生能源無人問津到“風(fēng)光”無限，我國的能源發(fā)展實(shí)現(xiàn)了前所未有的巨大變化，能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量躍居世界首位，能源保障能力不斷增強(qiáng)，能源結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化。在這一基礎(chǔ)上，電力大范圍的傳輸才有了現(xiàn)實(shí)需要。正是在此大背景下，特高壓改變了中國的能源版圖，帶動(dòng)了中國輸變電技術(shù)裝備的躍升。
2020年，特高壓作為新基建七大領(lǐng)域之一再扛重任。時(shí)值建黨百年的歷史關(guān)口，特高壓將為支撐中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)騰飛和民族的偉大復(fù)興擔(dān)當(dāng)起更重大的使命。
