2021年6月21日，我國(guó)的四川雅中到江西撫州正負(fù)800千伏特高壓輸電工程，建設(shè)完成并正式投入輸電運(yùn)營(yíng)。同年6月28日，發(fā)電能力僅次于三峽工程的世界第二大水電站——金沙江白鶴灘水電站正式投產(chǎn)發(fā)電。這里平均每年將發(fā)出超過(guò)620億千瓦時(shí)的巨大電能，也將通過(guò)白鶴灘到江蘇、白鶴灘到浙江的特高壓輸電線路送往江蘇、浙江等華東地區(qū)。
特高壓輸電是一種新的電力傳輸技術(shù)，從上世紀(jì)的七十年代開(kāi)始，各個(gè)國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始研究這種新的輸電技術(shù)。近二十年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)針對(duì)我國(guó)的實(shí)際情況，研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、獨(dú)樹(shù)一幟的特高壓輸電技術(shù)。截至2021年6月底，像這樣擁有特高壓輸電技術(shù)的電力新干線，在我國(guó)已建成或正在建設(shè)的就有36條，規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于世界。
我們?yōu)槭裁匆h(yuǎn)距離輸電
我國(guó)能源的生產(chǎn)地和消費(fèi)地跨度極大，大約80%的煤炭資源在西北部地區(qū)，80%的水利資源在西南部地區(qū)，80%的風(fēng)、光資源也在西北部地區(qū)。而我國(guó)能源70%以上的消費(fèi)需求，都集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、增長(zhǎng)比較快的華東、華中等地區(qū)。
資源在西用戶在東，這就需要將西部地區(qū)的能源，想辦法給東部地區(qū)用。傳統(tǒng)方式一般靠物流運(yùn)輸，但是最簡(jiǎn)便的方式其實(shí)是你從西部就把各種資源變?yōu)殡娔芡ㄟ^(guò)電線傳輸?shù)綎|部直接使用。但是東西部超過(guò)3000千米的距離成為了電力傳輸?shù)淖畲笳系K。
超遠(yuǎn)距離輸電的難處
在遠(yuǎn)距離傳輸電能的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生能量損耗。我們希望盡量減少傳輸時(shí)的能量損耗。在電力的遠(yuǎn)距離傳輸中，如果僅僅依靠改變輸電線的材質(zhì)或加大輸電線的截面積，來(lái)降低傳輸中的損耗，會(huì)使建設(shè)成本大大提高，另一方面將給施工帶來(lái)難以想象的困難。而特高壓輸電技術(shù)只是通過(guò)提升電壓、降低電流，來(lái)減少傳輸過(guò)程中電能的損耗，從而實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的傳輸。
不僅如此，特高壓輸電技術(shù)，除了能把電能輸送到更遠(yuǎn)的地方，還能把輸電的能力大幅提升。比如一條1000千伏特高壓輸電線路，它就能完成5條原來(lái)的500千伏輸電線路的輸電量，而且線路架設(shè)所占用的土地，相對(duì)之前的輸電線路也大大減少，這對(duì)當(dāng)下的土地資源稀缺的現(xiàn)狀更具有現(xiàn)實(shí)意義。所以，特高壓輸電技術(shù)是目前世界上最高效最經(jīng)濟(jì)的一種輸電方式。但大幅度提升傳輸中的電壓，卻并不那么簡(jiǎn)單。
隨著電壓等級(jí)的大幅提升，特高壓傳輸過(guò)程中的安全穩(wěn)定性，自然成了人們關(guān)注的焦點(diǎn)，因?yàn)殡妷旱奶岣撸瑢?duì)傳輸系統(tǒng)中的絕緣材料和關(guān)鍵設(shè)備的耐壓性能要求也更高。這些年，在特高壓輸電技術(shù)研發(fā)過(guò)程中，國(guó)家電網(wǎng)曾先后組織幾十家科研機(jī)構(gòu)和高校、200多家設(shè)備制造企業(yè)，在國(guó)際上“無(wú)標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)經(jīng)驗(yàn)、無(wú)設(shè)備”的情況下，依靠自主創(chuàng)新，成功研發(fā)出了與特高壓相關(guān)的21大類(lèi)、310項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，連續(xù)攻克了特高電壓、特大電流下的絕緣特性、設(shè)備研制、試驗(yàn)技術(shù)等世界級(jí)難題，尤其是在特高壓絕緣套管和特高壓換流閥等“卡脖子”的材料和技術(shù)上取得重大成果，標(biāo)志著我國(guó)在特高壓、遠(yuǎn)距離、大容量輸變電核心技術(shù)上取得重大突破，所有關(guān)鍵設(shè)備全都實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。
這是四川雅中到江西撫州正負(fù)800千伏特高壓直流工程的換流站，也是特高壓輸電工程的心臟。這里裝配的世界上電壓等級(jí)最高、容量最大的單體變壓器、直流換流閥、開(kāi)斷能力最強(qiáng)的開(kāi)關(guān)等一系列的關(guān)鍵設(shè)備，都是我國(guó)自主研發(fā)制造的，而這些世界領(lǐng)先的裝備，就是特高壓傳輸正常運(yùn)行的安全保障。
中國(guó)的特高壓遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)
目前，中國(guó)是世界上唯一一個(gè)將特高壓輸電技術(shù)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)的國(guó)家。經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累，中國(guó)特高壓輸電技術(shù)在國(guó)內(nèi)遍地開(kāi)花，僅四川一地就有已經(jīng)建成或正在建設(shè)的七個(gè)特高壓輸電工程。
特高壓輸電技術(shù)，不僅帶動(dòng)了我國(guó)電工裝備制造產(chǎn)業(yè)全面升級(jí)，而且還走出國(guó)門(mén)，參與到其他國(guó)家的電力建設(shè)中。2014年，國(guó)家電網(wǎng)公司成功中標(biāo)巴西美麗山水電特高壓輸電工程項(xiàng)目，并于2019年完成全部工程建設(shè)。這是巴西最長(zhǎng)、輸電量最大的一條電力干線，它跨越2000多公里，能滿足2200萬(wàn)人口的用電需求，也被稱為巴西經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主動(dòng)脈。
近年來(lái)，我國(guó)還先后與哈薩克斯坦、俄羅斯、蒙古、巴基斯坦等國(guó)開(kāi)展了互聯(lián)互通特高壓技術(shù)合作項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)特高壓輸電技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、裝備、工程總承包、全產(chǎn)業(yè)鏈輸出，創(chuàng)造了350多億美元的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)在，中國(guó)特高壓輸電技術(shù)，不僅為世界提供著可借鑒的經(jīng)驗(yàn)，也將為全球電力工業(yè)的建設(shè)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。
