中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：人民網(wǎng):恭喜您和您的團(tuán)隊(duì)，在2012年國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)的評(píng)比當(dāng)中獲得特等獎(jiǎng)。您現(xiàn)在的心情是怎樣的？
陳維江:能獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)，我們的心情非常激動(dòng)，也很自豪。這是我們電力戰(zhàn)線科技人員付出這么多年的心血和汗水所取得的巨大成就。多年來，我們電力戰(zhàn)線取得了眾多科技成果，以前獲得的一等獎(jiǎng)比較多，這次獲得特等獎(jiǎng)還是首次。對(duì)于我們廣大的科技工作者來講這是很自豪的一件事情，同時(shí)我們也感覺到壓力很大。
這次獲得特等獎(jiǎng)，對(duì)我們是一個(gè)肯定，同時(shí)也是一個(gè)新的起點(diǎn)。我們會(huì)把這項(xiàng)成果推廣應(yīng)用到今后的工程實(shí)踐當(dāng)中，為我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供電力保障。
人民網(wǎng):提到特高壓輸電，可能咱們老百姓聽起來會(huì)覺得挺高端的，相對(duì)來說比較陌生，首先請(qǐng)您先給我們科普一下什么叫做特高壓。
陳維江:好的。特高壓輸電實(shí)際上是一個(gè)電壓等級(jí)的概念，按照國(guó)際權(quán)威組織國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，特高壓輸電對(duì)于交流輸電來講是1000千伏及以上的輸電電壓等級(jí)，這個(gè)電壓等級(jí)目前是世界上最高的輸電電壓等級(jí)了。它高的程度是怎么樣的呢？我舉一個(gè)例子，我們每個(gè)人家里都用電，用的電是低壓系統(tǒng)的電。1000千伏的電壓跟低壓系統(tǒng)的電壓相比，它是低壓系統(tǒng)的2500倍以上，這個(gè)電壓是非常之高的，建設(shè)這樣一個(gè)最高電壓等級(jí)的輸電工程面臨的技術(shù)難點(diǎn)是很多的。
人民網(wǎng):我們國(guó)家為什么要開展特高壓項(xiàng)目呢？
陳維江:我們國(guó)家要發(fā)展和應(yīng)用特高壓輸電技術(shù)，這主要是由國(guó)情決定的。主要是這么幾個(gè)方面。第一，我們國(guó)家自改革開放以來，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，多年來GDP平均增速在8%以上，這幾年對(duì)電力的需求一直十分旺盛。
在2005年的時(shí)候，我國(guó)全社會(huì)的用電量達(dá)到了2.5萬億度。2011年已經(jīng)達(dá)到了4.7萬億度。預(yù)計(jì)到2020年，全社會(huì)的用電量將達(dá)到8.6萬億度，所以這個(gè)需求空間的增長(zhǎng)還是非常大的。
第二，這些電從哪里來呢？我國(guó)用于發(fā)電的能源資源主要是煤炭和水。這些能源都分布在什么地方呢？像煤炭，76%分布在陜西、山西、蒙西，以及新疆這樣一些地區(qū)。水能分布在西南部，四川、云南、貴州，甚至西藏。風(fēng)能也是這樣的，大規(guī)模的風(fēng)能分布在北部和西部，也就是說在人煙稀少的地方。這是能源和資源分布的情況。
用電負(fù)荷在哪里呢？大家都知道，我們最發(fā)達(dá)的地區(qū)是長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲，以及華北地區(qū)，也就是我們所說的華北、華東和華中這樣一些地區(qū)。我國(guó)能源資源的分布以及生產(chǎn)力對(duì)能源的需求，是呈逆向分布的格局。
有能源的地方用不了，用能源的地方又不夠用，這樣就必然帶來一個(gè)遠(yuǎn)距離、大容量傳輸能源資源的問題。所以，需要研究和開發(fā)遠(yuǎn)距離、大容量電力的傳輸技術(shù)。
第三，新中國(guó)成立以來，電力隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有了長(zhǎng)足發(fā)展，在研發(fā)成功特高壓輸電技術(shù)之前，我們國(guó)家電網(wǎng)最高電壓等級(jí)是超高壓電壓等級(jí)，西北地區(qū)幾個(gè)省是750千伏，其他大部分地區(qū)是500千伏的電壓等級(jí)。
500千伏的電壓等級(jí)我們叫超高壓輸電等級(jí)。如果繼續(xù)發(fā)展這個(gè)電壓等級(jí)，也就是說把電網(wǎng)做得越來越大的話，能不能滿足剛才我說的用電負(fù)荷的快速增長(zhǎng)、需求空間增大、遠(yuǎn)距離大容量逆向分布的傳輸呢？從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的角度來分析，這樣的電壓等級(jí)是能輸送的，但是它是不經(jīng)濟(jì)的，環(huán)境上也不是友好的。一是要建的輸電線路特別多，占用的土地資源就很多了，二是損耗比較大，浪費(fèi)能源資源，也就是說，現(xiàn)有的超高壓輸電等級(jí)或者現(xiàn)有的超高壓電網(wǎng)，解決不了前面說的問題。
第四，全世界范圍內(nèi)都在重視綠色能源的開發(fā)和利用，我們國(guó)家這幾年大規(guī)模風(fēng)電和太陽能都發(fā)展得很快，但是跟國(guó)外相比，我們有一個(gè)很大的特點(diǎn)，就是我們的風(fēng)電、太陽能資源都集中在北部或者西部。這些地方恰恰是生產(chǎn)力欠發(fā)達(dá)地區(qū)，用不了這么大規(guī)模的風(fēng)能和太陽能，所以必然要把它變成電能以后，送到負(fù)荷中心，仍然是剛才我說的華東地區(qū)、華中地區(qū)、華北地區(qū)等這些經(jīng)濟(jì)相對(duì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)。
基于這樣一些國(guó)情，需要研發(fā)和應(yīng)用遠(yuǎn)距離、大容量的輸電技術(shù)。
特高壓恰恰就是遠(yuǎn)距離、大容量的輸電技術(shù)，因?yàn)樗碾妷菏?000千伏，是以前的最高電壓等級(jí)500千伏的兩倍。特高壓輸送容量是按照平方關(guān)系增長(zhǎng)的。從損耗上來講，原來500千伏超高壓電壓等級(jí)，如果它的損耗是1的話，特高壓電網(wǎng)輸送相同容量，則它的損耗只有原來的1/3到1/4。另外還有很大的優(yōu)點(diǎn)，一條特高壓線路，能輸送這么大的容量，占的地就少了。
比如一回特高壓相當(dāng)于四五回的超高壓，四五回超高壓占的線路走廊肯定很大，有了特高壓后，我們的土地資源就節(jié)約了。總的來看，特高壓能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量傳輸，又能低損耗，還能節(jié)省土地資源。所以發(fā)展特高壓，對(duì)于我國(guó)的國(guó)情來講，是非常必要的。
人民網(wǎng):通過您剛才的介紹，看得出來，特高壓技術(shù)目前在國(guó)際上已經(jīng)是相當(dāng)領(lǐng)先的技術(shù)了，而且我們知道，從上世紀(jì)90年代開始，美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)都曾經(jīng)開展過特高壓技術(shù)方面的研究，但是都沒有實(shí)現(xiàn)成熟地使用。在您看來，我們國(guó)家這次的研究為什么能夠取得最后的成功呢？
陳維江:我們國(guó)家為什么能夠?qū)崿F(xiàn)突破，第一，重大需求導(dǎo)向。國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要電力支撐，需要大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的誕生。
第二，我們能夠研發(fā)成功這樣一個(gè)技術(shù)，也是得益于我們國(guó)家改革開放以后，特別是在科技創(chuàng)新方面，國(guó)家倡導(dǎo)以企業(yè)為主體，建立產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同攻關(guān)的機(jī)制。比如說我們?cè)诟母镩_放以前，電力工業(yè)的發(fā)展主要還是跟著人家發(fā)達(dá)國(guó)家后面走的，我們走的是一條什么樣的技術(shù)路線呢？基本上是引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新。
這次在特高壓輸電技術(shù)的研發(fā)初期，產(chǎn)學(xué)研用真正組成了一個(gè)有機(jī)的協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，這個(gè)團(tuán)隊(duì)是以國(guó)家電網(wǎng)公司為主導(dǎo)。國(guó)家電網(wǎng)公司既有科研力量，又是用戶，所以他有這樣巨大的推動(dòng)力，另外也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力支撐這種基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)的研究。
所以，這應(yīng)該說是我們能夠突破的關(guān)鍵因素之一。這次特高壓輸電技術(shù)的研究成功，充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)。我可以舉一個(gè)例子，電力行業(yè)跟機(jī)械制造行業(yè)雖然是兩大行業(yè)，但是都為了一個(gè)共同的目標(biāo)。比如說機(jī)械電工產(chǎn)品制造行業(yè)，制造設(shè)備供我們用，我們更好地建設(shè)和運(yùn)行電網(wǎng)系統(tǒng)。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)以后，就非常好地把這兩大行業(yè)融合在一起了，它能夠把用戶和制造部門融合到一起。你要高質(zhì)量產(chǎn)品，就要出高的價(jià)格，我出高的價(jià)格就買性能好的產(chǎn)品，這樣的話，研發(fā)是需求來拉動(dòng)的。這在創(chuàng)新模式上也有很大的改變。
為什么我的體會(huì)比較深呢？以前我們做研發(fā)的時(shí)候，涉及到設(shè)備的研發(fā)時(shí)，都是靠廠家組織研發(fā)隊(duì)伍，研發(fā)成功以后，做完了試驗(yàn)，掛網(wǎng)運(yùn)行。我們來簽合同，來采購(gòu)應(yīng)用，用戶一般不參與研發(fā)的過程。這次卻發(fā)生了重大的變化，充分體現(xiàn)了企業(yè)作為創(chuàng)新的主體導(dǎo)向作用和引領(lǐng)推動(dòng)作用，也就是說，國(guó)家電網(wǎng)公司不僅在關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)方面起主導(dǎo)作用，而且在設(shè)備制造方面，也起了很大的引領(lǐng)作用。
這次我們遇到的特高壓輸電的所有設(shè)備都是全新的。過去不僅是我們自己沒有，而且國(guó)外也沒有。因?yàn)檫@么多年了，國(guó)外已經(jīng)不再研究了，所以沒有可供借鑒的產(chǎn)品，也沒有可供借鑒的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)或者標(biāo)準(zhǔn)，肯定要自主創(chuàng)新。自主創(chuàng)新，特別是對(duì)設(shè)備，難度是很大的，如果靠一個(gè)一個(gè)工廠來創(chuàng)新，可以講，今天可能還不能實(shí)現(xiàn)這個(gè)突破。
人民網(wǎng):難度系數(shù)太大了。
陳維江:單個(gè)廠家的資源是有限的，他們的技術(shù)資源、財(cái)力資源都是有限的。國(guó)家電網(wǎng)公司主導(dǎo)以后，我們首先立足國(guó)內(nèi)的技術(shù)專家，吸收國(guó)外一些頂級(jí)專家，加入我們的技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。對(duì)于這些制造廠，同樣的設(shè)備，不同的制造廠，我們拿出技術(shù)方案，組織專家團(tuán)隊(duì)評(píng)審、診斷、設(shè)計(jì)，這樣就可以做到知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)甚至成果的共享，這在創(chuàng)新過程當(dāng)中起到了很大的作用。
在研制過程中，我們證明了這條創(chuàng)新技術(shù)路線和模式是正確的，是非常有效的。
我舉一個(gè)例子，我們特高壓輸電技術(shù)里面，有個(gè)非常重要的設(shè)備，叫特高壓變壓器。特高壓變壓器由兩個(gè)大的制造企業(yè)研制。在研制的過程中，這兩家企業(yè)一開始各自制定技術(shù)方案，然后各自進(jìn)行研制。那時(shí)候我們協(xié)同創(chuàng)新的主體也會(huì)起一些作用，但是可能還沒有到位。所以當(dāng)時(shí)，做的試驗(yàn)先后都失敗了。
在這樣一種局面下，單個(gè)廠家短時(shí)期無法分析和診斷出故障的原因，怎么來提升？怎么來改進(jìn)？我們這個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新集體這時(shí)就很好地發(fā)揮了作用。國(guó)家電網(wǎng)公司主導(dǎo)，聯(lián)合國(guó)內(nèi)專家，甚至聘請(qǐng)了國(guó)外一些知名專家一起分析、會(huì)診，后來很快就找到了問題所在，分析出了原因，然后改進(jìn)技術(shù)，最后非常順利地通過了試驗(yàn)，而且他們生產(chǎn)的變壓器，到了現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)該說性能表現(xiàn)都很好，已經(jīng)運(yùn)行了4年多了。
實(shí)際上設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中這樣的例子很多，都是發(fā)揮了創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)知識(shí)共享、經(jīng)驗(yàn)共享的作用，提升我們國(guó)家的制造水平。
為什么我們國(guó)家能夠在這樣短的時(shí)間內(nèi)突破這樣一項(xiàng)重大的技術(shù)，而且設(shè)備全部研制出來。我覺得跟這個(gè)創(chuàng)新機(jī)制是離不開的，這也是國(guó)家提倡的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新。在這個(gè)項(xiàng)目里面，創(chuàng)新機(jī)制體現(xiàn)得非常好。
人民網(wǎng):您剛才說的那個(gè)例子，就像我們中國(guó)人老說的一根筷子和十雙筷子的道理，在這里也特別感謝這些廠家舍小家、顧大家的這種大局觀。
陳維江:沒錯(cuò)，應(yīng)該感謝。團(tuán)隊(duì)中的每一位認(rèn)識(shí)和思想境界都在創(chuàng)新過程中不斷提高。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)很值得大家共享。只有這樣，我們才真正能夠創(chuàng)出一些在國(guó)際上有突破的成果。
人民網(wǎng):我們發(fā)現(xiàn)，特高壓交流輸電核心技術(shù)項(xiàng)目一共獲得了專利授權(quán)279項(xiàng)，其中發(fā)明專利是96項(xiàng)。我們對(duì)這96項(xiàng)的發(fā)明專利很感興趣，這其中哪些是比較核心和比較關(guān)鍵的技術(shù)呢？
陳維江:我們從三個(gè)方面來說創(chuàng)新，第一是關(guān)鍵技術(shù)，第二是設(shè)備，第三是工程應(yīng)用。項(xiàng)目形成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)有279項(xiàng)，發(fā)明專利96項(xiàng)。這96項(xiàng)核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)主要體現(xiàn)在六大方面。
第一，電壓控制方面，我們特高壓輸電系統(tǒng)因?yàn)殡妷旱燃?jí)高，輸送容量大，電壓的控制非常之難。
第二，外絕緣的配置，可能這是比較專業(yè)的術(shù)語。舉一個(gè)例子，大家肯定有這樣的感受，走在郊外的時(shí)候可以看到輸電線路，可以看到電線桿，還有導(dǎo)線，掛著導(dǎo)線的那個(gè)一片一片的就是絕緣子。外絕緣，就是空氣給我們構(gòu)成了一個(gè)很好的絕緣體，讓導(dǎo)線對(duì)于地，不放電。另外，還有掛著的絕緣子，也是外絕緣。所以外絕緣是有兩種形式。但是這個(gè)絕緣，在這樣一個(gè)電壓等級(jí)里面，配置起來非常難。
第三，電磁環(huán)境。有了電，有了電荷，就會(huì)產(chǎn)生電壓，有了電壓就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。另外，電荷如果定向移動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生電流，產(chǎn)生電流以后就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。所以電力系統(tǒng)只要一通上電，既有電壓又有電流，必然就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)。人們肯定擔(dān)心這個(gè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)人體有沒有影響，這就是我們說的電磁環(huán)境。我們用電有一種環(huán)境，我們希望這種環(huán)境是友好的，因?yàn)殡娛遣豢苫蛉钡模谴蠹倚枰?，人們要盡量把電帶來的環(huán)境影響降低到最低，與老百姓能夠友好相處。而1000千伏電壓等級(jí)太高了，要想把它治理得環(huán)境友好，難度也是很大的。
第四，設(shè)備的研制。特高壓輸電系統(tǒng)就有9大類40余種設(shè)備，國(guó)外又沒有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。我們過去基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，所以要全部把它研發(fā)出來，可想而知這其中的難度是很大的。
第五，工程的系統(tǒng)集成。因?yàn)樘馗邏狠旊姽こ淌且粋€(gè)龐大的人造系統(tǒng)，如何能做到具備特高壓的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性，真正有機(jī)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，要考慮系統(tǒng)的問題、設(shè)備的問題、環(huán)境的問題等等這些問題，把它協(xié)調(diào)好，難度也是很大的，這里面也有一部分關(guān)鍵技術(shù)、核心技術(shù)。
第六，試驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫?。因?yàn)樘馗邏旱碾妷旱燃?jí)這么高，容量這么大，所有的設(shè)備必須安全可靠。安全可靠要靠什么檢驗(yàn)？或者在研制的過程當(dāng)中，靠什么認(rèn)為設(shè)計(jì)方案是合適的、是正確的？一定要靠試驗(yàn)檢驗(yàn)，要有足夠能力的試驗(yàn)檢測(cè)手段。這方面，過去我們只能達(dá)到超高壓電壓等級(jí)的試驗(yàn)?zāi)芰?。通過創(chuàng)新，我們把試驗(yàn)?zāi)芰θ刻嵘蟻砹?，在?guó)際上，試驗(yàn)參數(shù)、能力和規(guī)模都達(dá)到了領(lǐng)先水平了。這96項(xiàng)發(fā)明專利當(dāng)中也有一小部分是這個(gè)方面的技術(shù)。
人民網(wǎng):我們國(guó)家幅員遼闊，獨(dú)特的地理特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，對(duì)特高壓輸電技術(shù)應(yīng)用有沒有一些制約？
陳維江:地理環(huán)境，以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)特高壓輸電技術(shù)研究的挑戰(zhàn)還是比較大的。從地理環(huán)境上來說，我們大規(guī)模的能源資源，像煤炭、水能、風(fēng)能都分布在西北、西南部這些地方，這些地方的自然環(huán)境相對(duì)來講是比較差的。
一個(gè)是工業(yè)污染比較嚴(yán)重，有些地方存在沙漠化。還有高海拔地區(qū)，高原地區(qū)的空氣是稀薄的，對(duì)于外絕緣有影響，空氣放電，電壓會(huì)降低。
大氣環(huán)境污染嚴(yán)重，我們?cè)趺磻?yīng)對(duì)這樣的環(huán)境？在這一點(diǎn)上，我們跟國(guó)外是有差別的。國(guó)外很多地方的環(huán)境比較清潔，空氣質(zhì)量很好，污染物也很少，這一點(diǎn)對(duì)電力也是好的。
我們國(guó)家幅員遼闊，還有雨雪冰凍的問題，大家記憶猶新的2008年那場(chǎng)南方地區(qū)的雨雪冰凍災(zāi)害，使我們的電網(wǎng)受到了很大沖擊。大家很擔(dān)心這樣的事情，所以這也是我們一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，線路跨越的距離很遠(yuǎn)，路過的地區(qū)有各種惡劣的自然環(huán)境，我們都要應(yīng)對(duì)。
另外，我們國(guó)家的雷電環(huán)境，相對(duì)來講也是比較惡劣的，也要應(yīng)對(duì)。所以，從自然環(huán)境，還有地理環(huán)境來講，我們的挑戰(zhàn)還是很大的。
第二方面，剛才你說的，經(jīng)濟(jì)方面會(huì)不會(huì)也有一些制約。經(jīng)濟(jì)方面主要是經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)來講比較弱一些。我國(guó)改革開放幾十年發(fā)展得比較快，但是總體上看，我們還是發(fā)展中國(guó)家，雖然我們GDP是第二大經(jīng)濟(jì)體了，但是工業(yè)基礎(chǔ)，真正在高端技術(shù)方面，這些制造技術(shù)跟人家相比，應(yīng)該說底子還是薄的。
我們要發(fā)展一種國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)，挑戰(zhàn)是很大的。但是，通過我們這種協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，彌補(bǔ)了一些缺陷，就像剛才說的，以企業(yè)為主導(dǎo)，產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，幾萬人的隊(duì)伍參與科研、設(shè)計(jì)、工程建設(shè)等。
人民網(wǎng):現(xiàn)在特高壓輸電項(xiàng)目已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，我們已經(jīng)建設(shè)成了世界上首個(gè)特高壓交流試驗(yàn)示范工程。比如說再次遇到冰雪冰凍災(zāi)害，或者說遇到類似地震之類的自然災(zāi)害，我們的抗擊打能力有多強(qiáng)？
陳維江:這也是很多朋友所關(guān)心的問題。一個(gè)事物都有雙重性，有優(yōu)勢(shì)的一面，也有劣勢(shì)的一面。特高壓具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、少占地的優(yōu)點(diǎn)，正是因?yàn)檫h(yuǎn)距離、大容量，使得大家對(duì)其安全性就更擔(dān)心了。因?yàn)橐坏┯辛斯收希热缯f這個(gè)工程退出運(yùn)行了，不能輸電了，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)會(huì)帶來比較大的影響，所以大家對(duì)安全性的關(guān)注是對(duì)的，也是我們必須要回答和解決的一個(gè)問題。
關(guān)于特高壓輸電工程的安全性，我們高度重視，也就是說要把安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，通過技術(shù)的研發(fā)實(shí)現(xiàn)它的高度有機(jī)融合。
對(duì)于安全性，比如說雨雪冰凍災(zāi)害，這是曾經(jīng)遇到過的，大家比較關(guān)心，還有一些其他的自然環(huán)境的影響。要從幾個(gè)方面考慮。第一方面，設(shè)計(jì)是源頭，這個(gè)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備的建設(shè)、每個(gè)元件的設(shè)計(jì)。在源頭上，提高設(shè)計(jì)等級(jí)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
比如我們的輸電線路，多是架在田野、荒地、崇山峻嶺，肯定會(huì)遇到惡劣的自然環(huán)境、自然災(zāi)害，我們從源頭上就要提高一個(gè)等級(jí)設(shè)防。什么概念呢？原來超高壓電壓等級(jí)（500千伏），按照50年一遇的水平來設(shè)計(jì)。但是到了特高壓輸電線路，提高了一倍，按照100年一遇的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
從防雷擊上，我們也提高了性能指標(biāo)的要求，超高壓輸電線，耐雷的可靠性指標(biāo)，我們要求能夠耐受800年，這是一個(gè)理論上的計(jì)算指標(biāo)。對(duì)于1000千伏，我們提高到1500年來設(shè)計(jì)。當(dāng)然，大家不要把它當(dāng)做絕對(duì)指標(biāo)，這是可靠性的對(duì)比，說明設(shè)計(jì)的指標(biāo)高了。另外是抗震，我們提高一個(gè)等級(jí)來設(shè)防，按照地震強(qiáng)度，該7級(jí)的，采用8級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)防，提高源頭的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
剛才這些都是一些設(shè)計(jì)條件或者宏觀上的可靠性指標(biāo)，我們得落實(shí)到元件，落實(shí)到設(shè)備。
我們這個(gè)系統(tǒng)是個(gè)非常龐大的復(fù)雜的系統(tǒng)，不可能沒有故障，但是有了故障以后，我們要很好地把故障控制和處理，讓它不至于有較大的影響，這樣就靠一套自動(dòng)化控制系統(tǒng)。我們研發(fā)了一套先進(jìn)的控制保護(hù)系統(tǒng)，能夠保證特高壓輸電系統(tǒng)是可靠的。
大家可能關(guān)心，你實(shí)際工程是不是可靠呢？運(yùn)行情況怎么樣？我給大家說一說，1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程是國(guó)家2006年核準(zhǔn)建設(shè)，2009年1月份正式投入運(yùn)行，這個(gè)工程從山西的晉東南，經(jīng)過河南的南陽到湖北荊門，全長(zhǎng)640千米，有3個(gè)變電站。
到現(xiàn)在為止，這個(gè)工程已經(jīng)安全運(yùn)行了4年了。這4年當(dāng)中，應(yīng)該說大風(fēng)、雨雪冰凍、雷擊等惡劣天氣都遇到過了。我就舉一個(gè)例子，就是雷擊。我們沿著這條線路的兩千米的地帶，收集了雷擊的次數(shù)，國(guó)家電網(wǎng)公司有一套雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出每一個(gè)地方落雷的地點(diǎn)、時(shí)間以及強(qiáng)度。我們通過這套系統(tǒng)監(jiān)測(cè)下來，640千米這條線，沿著這條線兩千米的走廊寬度，我們收集到的數(shù)據(jù)，到現(xiàn)在為止是落雷9000余次。9000余次的雷擊，沒有引起線路的跳閘。
這個(gè)工程運(yùn)行了4年，系統(tǒng)經(jīng)常操作，總體來講，運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備也表現(xiàn)很好，性能還是優(yōu)異的，所以特高壓工程的安全性可以放心。
人民網(wǎng):示范工程運(yùn)行4年多，經(jīng)受了很多考驗(yàn)。有沒有可能讓這個(gè)示范工程在全國(guó)更大范圍擴(kuò)展，或者再大范圍地鋪開呢？
陳維江:我們研發(fā)特高壓輸電技術(shù)以及建設(shè)這個(gè)試驗(yàn)示范工程的目的，不是到此就為止了。這項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的動(dòng)力在于需求導(dǎo)向，國(guó)家有遠(yuǎn)距離、大容量電能傳輸?shù)男枨螅@就奠定了我們研發(fā)的基礎(chǔ)，研發(fā)的動(dòng)力。所以，研發(fā)成功了，工程也成功了。
具體來講，因?yàn)檫@種重大的電網(wǎng)規(guī)劃，或者能源電力的規(guī)劃，是國(guó)家主導(dǎo)的。但是我們企業(yè)會(huì)盡自己的責(zé)任。因?yàn)樵囼?yàn)示范工程成功了，技術(shù)也證明了可行性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)境友好性，下面就涉及如何推廣應(yīng)用。從國(guó)家層面目前來看，發(fā)展特高壓輸電技術(shù)已經(jīng)列入了國(guó)家“十二五”規(guī)劃綱要，以及國(guó)家能源科技“十二五”規(guī)劃。還有一個(gè)是具體的規(guī)劃。前一段時(shí)間，國(guó)家電網(wǎng)公司在做一些工作，國(guó)家也在做，將來會(huì)出臺(tái)這樣的規(guī)劃。
這里主要簡(jiǎn)單介紹一下國(guó)家電網(wǎng)公司的規(guī)劃。我們的規(guī)劃是到2017年，要把特高壓輸電技術(shù)推廣應(yīng)用，在中國(guó)形成一個(gè)特高壓交直流的骨干網(wǎng)架，通俗講就像無線電通信技術(shù)是要形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，電也要形成網(wǎng)絡(luò)才行，這樣才能保障電力的可靠供應(yīng)。
我們規(guī)劃未來五年可能要形成一個(gè)特高壓的電網(wǎng)，一個(gè)網(wǎng)架。這個(gè)網(wǎng)架包括三條縱向的，還有三條橫向的，都是連接電源的，要么大煤電，要么大水電，要么大風(fēng)電，然后送到負(fù)荷中心。如果能實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，就可以很好地改變我們國(guó)家的能源資源和生產(chǎn)力不均衡的情況，在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化配置能源資源，這是非常好的一個(gè)事情。所以，未來的應(yīng)用前景非常廣闊，這也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展迫切需要的。
人民網(wǎng):我國(guó)現(xiàn)在大力發(fā)展新能源。咱們這個(gè)特高壓項(xiàng)目對(duì)于未來整個(gè)國(guó)家新能源的格局會(huì)發(fā)揮什么樣的作用？
陳維江:我們國(guó)家的新能源發(fā)展也有自身的特點(diǎn)：第一個(gè)方面是大規(guī)模、集中式的發(fā)展，跟國(guó)外是有差別的。國(guó)外多數(shù)是小規(guī)模分布式的發(fā)展。我們國(guó)家也是國(guó)情所致，像風(fēng)能，多分布在比較偏遠(yuǎn)的北部、西部，我們國(guó)家規(guī)劃了有9個(gè)千萬千瓦級(jí)的風(fēng)電基地，其中有7個(gè)都在西北地區(qū)，像內(nèi)蒙古、新疆、甘肅等。這是一個(gè)基本的國(guó)情，就是集中式、規(guī)?；奶攸c(diǎn)。
第二個(gè)方面，發(fā)展速度很快，這跟國(guó)外也不太一樣。我們有哪個(gè)產(chǎn)業(yè)有比較好的前景，大家都爭(zhēng)先發(fā)展，爭(zhēng)先參與，發(fā)展起來的規(guī)劃和技術(shù)上的儲(chǔ)備也有一些跟不上。另外，新能源主要集中在風(fēng)能和太陽能，這兩種新能源形式，特點(diǎn)是隨機(jī)性比較強(qiáng)，發(fā)電的利用小時(shí)數(shù)還是比較低的；是間歇性的，不可控，是靠天吃飯的。
從節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境或者節(jié)約資源的角度看，我們應(yīng)該發(fā)展清潔能源，但是存在一些技術(shù)問題，這就帶來了挑戰(zhàn)。
我們通過分析認(rèn)為，如果用特高壓輸電方式，把當(dāng)?shù)氐幕痣姾退?，糅和在一起，就像個(gè)大水庫(kù)一樣，我再修條水渠給它送水過去，就保證這個(gè)水渠不干了，如果單獨(dú)一條水渠，水源一干就完了，影響就大了。這樣可以調(diào)節(jié)或者可以互補(bǔ)，再利用特高壓的高效率、低損耗，把它送到負(fù)荷中心。
所以現(xiàn)在發(fā)展特高壓輸電技術(shù)，對(duì)我國(guó)來講，有利于促進(jìn)目前這種大規(guī)模、集中式的新能源開發(fā)。
特高壓“特”在哪兒？
人民網(wǎng):恭喜您和您的團(tuán)隊(duì)，在2012年國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)的評(píng)比當(dāng)中獲得特等獎(jiǎng)。您現(xiàn)在的心情是怎樣的？
陳維江:能獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)，我們的心情非常激動(dòng)，也很自豪。這是我們電力戰(zhàn)線科技人員付出這么多年的心血和汗水所取得的巨大成就。多年來，我們電力戰(zhàn)線取得了眾多科技成果，以前獲得的一等獎(jiǎng)比較多，這次獲得特等獎(jiǎng)還是首次。對(duì)于我們廣大的科技工作者來講這是很自豪的一件事情，同時(shí)我們也感覺到壓力很大。
這次獲得特等獎(jiǎng)，對(duì)我們是一個(gè)肯定，同時(shí)也是一個(gè)新的起點(diǎn)。我們會(huì)把這項(xiàng)成果推廣應(yīng)用到今后的工程實(shí)踐當(dāng)中，為我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供電力保障。
人民網(wǎng):提到特高壓輸電，可能咱們老百姓聽起來會(huì)覺得挺高端的，相對(duì)來說比較陌生，首先請(qǐng)您先給我們科普一下什么叫做特高壓。
陳維江:好的。特高壓輸電實(shí)際上是一個(gè)電壓等級(jí)的概念，按照國(guó)際權(quán)威組織國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，特高壓輸電對(duì)于交流輸電來講是1000千伏及以上的輸電電壓等級(jí)，這個(gè)電壓等級(jí)目前是世界上最高的輸電電壓等級(jí)了。它高的程度是怎么樣的呢？我舉一個(gè)例子，我們每個(gè)人家里都用電，用的電是低壓系統(tǒng)的電。1000千伏的電壓跟低壓系統(tǒng)的電壓相比，它是低壓系統(tǒng)的2500倍以上，這個(gè)電壓是非常之高的，建設(shè)這樣一個(gè)最高電壓等級(jí)的輸電工程面臨的技術(shù)難點(diǎn)是很多的。
人民網(wǎng):我們國(guó)家為什么要開展特高壓項(xiàng)目呢？
陳維江:我們國(guó)家要發(fā)展和應(yīng)用特高壓輸電技術(shù)，這主要是由國(guó)情決定的。主要是這么幾個(gè)方面。第一，我們國(guó)家自改革開放以來，國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度很快，多年來GDP平均增速在8%以上，這幾年對(duì)電力的需求一直十分旺盛。
在2005年的時(shí)候，我國(guó)全社會(huì)的用電量達(dá)到了2.5萬億度。2011年已經(jīng)達(dá)到了4.7萬億度。預(yù)計(jì)到2020年，全社會(huì)的用電量將達(dá)到8.6萬億度，所以這個(gè)需求空間的增長(zhǎng)還是非常大的。
第二，這些電從哪里來呢？我國(guó)用于發(fā)電的能源資源主要是煤炭和水。這些能源都分布在什么地方呢？像煤炭，76%分布在陜西、山西、蒙西，以及新疆這樣一些地區(qū)。水能分布在西南部，四川、云南、貴州，甚至西藏。風(fēng)能也是這樣的，大規(guī)模的風(fēng)能分布在北部和西部，也就是說在人煙稀少的地方。這是能源和資源分布的情況。
用電負(fù)荷在哪里呢？大家都知道，我們最發(fā)達(dá)的地區(qū)是長(zhǎng)江三角洲和珠江三角洲，以及華北地區(qū)，也就是我們所說的華北、華東和華中這樣一些地區(qū)。我國(guó)能源資源的分布以及生產(chǎn)力對(duì)能源的需求，是呈逆向分布的格局。
有能源的地方用不了，用能源的地方又不夠用，這樣就必然帶來一個(gè)遠(yuǎn)距離、大容量傳輸能源資源的問題。所以，需要研究和開發(fā)遠(yuǎn)距離、大容量電力的傳輸技術(shù)。
第三，新中國(guó)成立以來，電力隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有了長(zhǎng)足發(fā)展，在研發(fā)成功特高壓輸電技術(shù)之前，我們國(guó)家電網(wǎng)最高電壓等級(jí)是超高壓電壓等級(jí)，西北地區(qū)幾個(gè)省是750千伏，其他大部分地區(qū)是500千伏的電壓等級(jí)。
500千伏的電壓等級(jí)我們叫超高壓輸電等級(jí)。如果繼續(xù)發(fā)展這個(gè)電壓等級(jí)，也就是說把電網(wǎng)做得越來越大的話，能不能滿足剛才我說的用電負(fù)荷的快速增長(zhǎng)、需求空間增大、遠(yuǎn)距離大容量逆向分布的傳輸呢？從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的角度來分析，這樣的電壓等級(jí)是能輸送的，但是它是不經(jīng)濟(jì)的，環(huán)境上也不是友好的。一是要建的輸電線路特別多，占用的土地資源就很多了，二是損耗比較大，浪費(fèi)能源資源，也就是說，現(xiàn)有的超高壓輸電等級(jí)或者現(xiàn)有的超高壓電網(wǎng)，解決不了前面說的問題。
第四，全世界范圍內(nèi)都在重視綠色能源的開發(fā)和利用，我們國(guó)家這幾年大規(guī)模風(fēng)電和太陽能都發(fā)展得很快，但是跟國(guó)外相比，我們有一個(gè)很大的特點(diǎn)，就是我們的風(fēng)電、太陽能資源都集中在北部或者西部。這些地方恰恰是生產(chǎn)力欠發(fā)達(dá)地區(qū)，用不了這么大規(guī)模的風(fēng)能和太陽能，所以必然要把它變成電能以后，送到負(fù)荷中心，仍然是剛才我說的華東地區(qū)、華中地區(qū)、華北地區(qū)等這些經(jīng)濟(jì)相對(duì)比較發(fā)達(dá)的地區(qū)。
基于這樣一些國(guó)情，需要研發(fā)和應(yīng)用遠(yuǎn)距離、大容量的輸電技術(shù)。
特高壓恰恰就是遠(yuǎn)距離、大容量的輸電技術(shù)，因?yàn)樗碾妷菏?000千伏，是以前的最高電壓等級(jí)500千伏的兩倍。特高壓輸送容量是按照平方關(guān)系增長(zhǎng)的。從損耗上來講，原來500千伏超高壓電壓等級(jí)，如果它的損耗是1的話，特高壓電網(wǎng)輸送相同容量，則它的損耗只有原來的1/3到1/4。另外還有很大的優(yōu)點(diǎn)，一條特高壓線路，能輸送這么大的容量，占的地就少了。
比如一回特高壓相當(dāng)于四五回的超高壓，四五回超高壓占的線路走廊肯定很大，有了特高壓后，我們的土地資源就節(jié)約了。總的來看，特高壓能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離、大容量傳輸，又能低損耗，還能節(jié)省土地資源。所以發(fā)展特高壓，對(duì)于我國(guó)的國(guó)情來講，是非常必要的。
人民網(wǎng):通過您剛才的介紹，看得出來，特高壓技術(shù)目前在國(guó)際上已經(jīng)是相當(dāng)領(lǐng)先的技術(shù)了，而且我們知道，從上世紀(jì)90年代開始，美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)都曾經(jīng)開展過特高壓技術(shù)方面的研究，但是都沒有實(shí)現(xiàn)成熟地使用。在您看來，我們國(guó)家這次的研究為什么能夠取得最后的成功呢？
陳維江:我們國(guó)家為什么能夠?qū)崿F(xiàn)突破，第一，重大需求導(dǎo)向。國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要電力支撐，需要大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)的誕生。
第二，我們能夠研發(fā)成功這樣一個(gè)技術(shù)，也是得益于我們國(guó)家改革開放以后，特別是在科技創(chuàng)新方面，國(guó)家倡導(dǎo)以企業(yè)為主體，建立產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同攻關(guān)的機(jī)制。比如說我們?cè)诟母镩_放以前，電力工業(yè)的發(fā)展主要還是跟著人家發(fā)達(dá)國(guó)家后面走的，我們走的是一條什么樣的技術(shù)路線呢？基本上是引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新。
這次在特高壓輸電技術(shù)的研發(fā)初期，產(chǎn)學(xué)研用真正組成了一個(gè)有機(jī)的協(xié)同創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，這個(gè)團(tuán)隊(duì)是以國(guó)家電網(wǎng)公司為主導(dǎo)。國(guó)家電網(wǎng)公司既有科研力量，又是用戶，所以他有這樣巨大的推動(dòng)力，另外也有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力支撐這種基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)的研究。
所以，這應(yīng)該說是我們能夠突破的關(guān)鍵因素之一。這次特高壓輸電技術(shù)的研究成功，充分體現(xiàn)了這一點(diǎn)。我可以舉一個(gè)例子，電力行業(yè)跟機(jī)械制造行業(yè)雖然是兩大行業(yè)，但是都為了一個(gè)共同的目標(biāo)。比如說機(jī)械電工產(chǎn)品制造行業(yè)，制造設(shè)備供我們用，我們更好地建設(shè)和運(yùn)行電網(wǎng)系統(tǒng)。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)以后，就非常好地把這兩大行業(yè)融合在一起了，它能夠把用戶和制造部門融合到一起。你要高質(zhì)量產(chǎn)品，就要出高的價(jià)格，我出高的價(jià)格就買性能好的產(chǎn)品，這樣的話，研發(fā)是需求來拉動(dòng)的。這在創(chuàng)新模式上也有很大的改變。
為什么我的體會(huì)比較深呢？以前我們做研發(fā)的時(shí)候，涉及到設(shè)備的研發(fā)時(shí)，都是靠廠家組織研發(fā)隊(duì)伍，研發(fā)成功以后，做完了試驗(yàn)，掛網(wǎng)運(yùn)行。我們來簽合同，來采購(gòu)應(yīng)用，用戶一般不參與研發(fā)的過程。這次卻發(fā)生了重大的變化，充分體現(xiàn)了企業(yè)作為創(chuàng)新的主體導(dǎo)向作用和引領(lǐng)推動(dòng)作用，也就是說，國(guó)家電網(wǎng)公司不僅在關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)方面起主導(dǎo)作用，而且在設(shè)備制造方面，也起了很大的引領(lǐng)作用。
這次我們遇到的特高壓輸電的所有設(shè)備都是全新的。過去不僅是我們自己沒有，而且國(guó)外也沒有。因?yàn)檫@么多年了，國(guó)外已經(jīng)不再研究了，所以沒有可供借鑒的產(chǎn)品，也沒有可供借鑒的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)或者標(biāo)準(zhǔn)，肯定要自主創(chuàng)新。自主創(chuàng)新，特別是對(duì)設(shè)備，難度是很大的，如果靠一個(gè)一個(gè)工廠來創(chuàng)新，可以講，今天可能還不能實(shí)現(xiàn)這個(gè)突破。
人民網(wǎng):難度系數(shù)太大了。
陳維江:單個(gè)廠家的資源是有限的，他們的技術(shù)資源、財(cái)力資源都是有限的。國(guó)家電網(wǎng)公司主導(dǎo)以后，我們首先立足國(guó)內(nèi)的技術(shù)專家，吸收國(guó)外一些頂級(jí)專家，加入我們的技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。對(duì)于這些制造廠，同樣的設(shè)備，不同的制造廠，我們拿出技術(shù)方案，組織專家團(tuán)隊(duì)評(píng)審、診斷、設(shè)計(jì)，這樣就可以做到知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)甚至成果的共享，這在創(chuàng)新過程當(dāng)中起到了很大的作用。
在研制過程中，我們證明了這條創(chuàng)新技術(shù)路線和模式是正確的，是非常有效的。
我舉一個(gè)例子，我們特高壓輸電技術(shù)里面，有個(gè)非常重要的設(shè)備，叫特高壓變壓器。特高壓變壓器由兩個(gè)大的制造企業(yè)研制。在研制的過程中，這兩家企業(yè)一開始各自制定技術(shù)方案，然后各自進(jìn)行研制。那時(shí)候我們協(xié)同創(chuàng)新的主體也會(huì)起一些作用，但是可能還沒有到位。所以當(dāng)時(shí)，做的試驗(yàn)先后都失敗了。
在這樣一種局面下，單個(gè)廠家短時(shí)期無法分析和診斷出故障的原因，怎么來提升？怎么來改進(jìn)？我們這個(gè)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新集體這時(shí)就很好地發(fā)揮了作用。國(guó)家電網(wǎng)公司主導(dǎo)，聯(lián)合國(guó)內(nèi)專家，甚至聘請(qǐng)了國(guó)外一些知名專家一起分析、會(huì)診，后來很快就找到了問題所在，分析出了原因，然后改進(jìn)技術(shù)，最后非常順利地通過了試驗(yàn)，而且他們生產(chǎn)的變壓器，到了現(xiàn)場(chǎng)，應(yīng)該說性能表現(xiàn)都很好，已經(jīng)運(yùn)行了4年多了。
實(shí)際上設(shè)備運(yùn)行過程當(dāng)中這樣的例子很多，都是發(fā)揮了創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)知識(shí)共享、經(jīng)驗(yàn)共享的作用，提升我們國(guó)家的制造水平。
為什么我們國(guó)家能夠在這樣短的時(shí)間內(nèi)突破這樣一項(xiàng)重大的技術(shù)，而且設(shè)備全部研制出來。我覺得跟這個(gè)創(chuàng)新機(jī)制是離不開的，這也是國(guó)家提倡的產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同創(chuàng)新。在這個(gè)項(xiàng)目里面，創(chuàng)新機(jī)制體現(xiàn)得非常好。
人民網(wǎng):您剛才說的那個(gè)例子，就像我們中國(guó)人老說的一根筷子和十雙筷子的道理，在這里也特別感謝這些廠家舍小家、顧大家的這種大局觀。
陳維江:沒錯(cuò)，應(yīng)該感謝。團(tuán)隊(duì)中的每一位認(rèn)識(shí)和思想境界都在創(chuàng)新過程中不斷提高。這個(gè)經(jīng)驗(yàn)很值得大家共享。只有這樣，我們才真正能夠創(chuàng)出一些在國(guó)際上有突破的成果。
人民網(wǎng):我們發(fā)現(xiàn)，特高壓交流輸電核心技術(shù)項(xiàng)目一共獲得了專利授權(quán)279項(xiàng)，其中發(fā)明專利是96項(xiàng)。我們對(duì)這96項(xiàng)的發(fā)明專利很感興趣，這其中哪些是比較核心和比較關(guān)鍵的技術(shù)呢？
陳維江:我們從三個(gè)方面來說創(chuàng)新，第一是關(guān)鍵技術(shù)，第二是設(shè)備，第三是工程應(yīng)用。項(xiàng)目形成的知識(shí)產(chǎn)權(quán)有279項(xiàng)，發(fā)明專利96項(xiàng)。這96項(xiàng)核心知識(shí)產(chǎn)權(quán)主要體現(xiàn)在六大方面。
第一，電壓控制方面，我們特高壓輸電系統(tǒng)因?yàn)殡妷旱燃?jí)高，輸送容量大，電壓的控制非常之難。
第二，外絕緣的配置，可能這是比較專業(yè)的術(shù)語。舉一個(gè)例子，大家肯定有這樣的感受，走在郊外的時(shí)候可以看到輸電線路，可以看到電線桿，還有導(dǎo)線，掛著導(dǎo)線的那個(gè)一片一片的就是絕緣子。外絕緣，就是空氣給我們構(gòu)成了一個(gè)很好的絕緣體，讓導(dǎo)線對(duì)于地，不放電。另外，還有掛著的絕緣子，也是外絕緣。所以外絕緣是有兩種形式。但是這個(gè)絕緣，在這樣一個(gè)電壓等級(jí)里面，配置起來非常難。
第三，電磁環(huán)境。有了電，有了電荷，就會(huì)產(chǎn)生電壓，有了電壓就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)。另外，電荷如果定向移動(dòng)，就會(huì)產(chǎn)生電流，產(chǎn)生電流以后就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。所以電力系統(tǒng)只要一通上電，既有電壓又有電流，必然就會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)和磁場(chǎng)。人們肯定擔(dān)心這個(gè)電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)人體有沒有影響，這就是我們說的電磁環(huán)境。我們用電有一種環(huán)境，我們希望這種環(huán)境是友好的，因?yàn)殡娛遣豢苫蛉钡?，是大家需要的，人們要盡量把電帶來的環(huán)境影響降低到最低，與老百姓能夠友好相處。而1000千伏電壓等級(jí)太高了，要想把它治理得環(huán)境友好，難度也是很大的。
第四，設(shè)備的研制。特高壓輸電系統(tǒng)就有9大類40余種設(shè)備，國(guó)外又沒有經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。我們過去基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，所以要全部把它研發(fā)出來，可想而知這其中的難度是很大的。
第五，工程的系統(tǒng)集成。因?yàn)樘馗邏狠旊姽こ淌且粋€(gè)龐大的人造系統(tǒng)，如何能做到具備特高壓的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性，真正有機(jī)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，要考慮系統(tǒng)的問題、設(shè)備的問題、環(huán)境的問題等等這些問題，把它協(xié)調(diào)好，難度也是很大的，這里面也有一部分關(guān)鍵技術(shù)、核心技術(shù)。
第六，試驗(yàn)?zāi)芰Ψ矫?。因?yàn)樘馗邏旱碾妷旱燃?jí)這么高，容量這么大，所有的設(shè)備必須安全可靠。安全可靠要靠什么檢驗(yàn)？或者在研制的過程當(dāng)中，靠什么認(rèn)為設(shè)計(jì)方案是合適的、是正確的？一定要靠試驗(yàn)檢驗(yàn)，要有足夠能力的試驗(yàn)檢測(cè)手段。這方面，過去我們只能達(dá)到超高壓電壓等級(jí)的試驗(yàn)?zāi)芰?。通過創(chuàng)新，我們把試驗(yàn)?zāi)芰θ刻嵘蟻砹?，在?guó)際上，試驗(yàn)參數(shù)、能力和規(guī)模都達(dá)到了領(lǐng)先水平了。這96項(xiàng)發(fā)明專利當(dāng)中也有一小部分是這個(gè)方面的技術(shù)。
人民網(wǎng):我們國(guó)家幅員遼闊，獨(dú)特的地理特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)特點(diǎn)，對(duì)特高壓輸電技術(shù)應(yīng)用有沒有一些制約？
陳維江:地理環(huán)境，以及國(guó)家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)，對(duì)特高壓輸電技術(shù)研究的挑戰(zhàn)還是比較大的。從地理環(huán)境上來說，我們大規(guī)模的能源資源，像煤炭、水能、風(fēng)能都分布在西北、西南部這些地方，這些地方的自然環(huán)境相對(duì)來講是比較差的。
一個(gè)是工業(yè)污染比較嚴(yán)重，有些地方存在沙漠化。還有高海拔地區(qū)，高原地區(qū)的空氣是稀薄的，對(duì)于外絕緣有影響，空氣放電，電壓會(huì)降低。
大氣環(huán)境污染嚴(yán)重，我們?cè)趺磻?yīng)對(duì)這樣的環(huán)境？在這一點(diǎn)上，我們跟國(guó)外是有差別的。國(guó)外很多地方的環(huán)境比較清潔，空氣質(zhì)量很好，污染物也很少，這一點(diǎn)對(duì)電力也是好的。
我們國(guó)家幅員遼闊，還有雨雪冰凍的問題，大家記憶猶新的2008年那場(chǎng)南方地區(qū)的雨雪冰凍災(zāi)害，使我們的電網(wǎng)受到了很大沖擊。大家很擔(dān)心這樣的事情，所以這也是我們一個(gè)很大的挑戰(zhàn)，線路跨越的距離很遠(yuǎn)，路過的地區(qū)有各種惡劣的自然環(huán)境，我們都要應(yīng)對(duì)。
另外，我們國(guó)家的雷電環(huán)境，相對(duì)來講也是比較惡劣的，也要應(yīng)對(duì)。所以，從自然環(huán)境，還有地理環(huán)境來講，我們的挑戰(zhàn)還是很大的。
第二方面，剛才你說的，經(jīng)濟(jì)方面會(huì)不會(huì)也有一些制約。經(jīng)濟(jì)方面主要是經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)來講比較弱一些。我國(guó)改革開放幾十年發(fā)展得比較快，但是總體上看，我們還是發(fā)展中國(guó)家，雖然我們GDP是第二大經(jīng)濟(jì)體了，但是工業(yè)基礎(chǔ)，真正在高端技術(shù)方面，這些制造技術(shù)跟人家相比，應(yīng)該說底子還是薄的。
我們要發(fā)展一種國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)，挑戰(zhàn)是很大的。但是，通過我們這種協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制，彌補(bǔ)了一些缺陷，就像剛才說的，以企業(yè)為主導(dǎo)，產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，幾萬人的隊(duì)伍參與科研、設(shè)計(jì)、工程建設(shè)等。
人民網(wǎng):現(xiàn)在特高壓輸電項(xiàng)目已經(jīng)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，我們已經(jīng)建設(shè)成了世界上首個(gè)特高壓交流試驗(yàn)示范工程。比如說再次遇到冰雪冰凍災(zāi)害，或者說遇到類似地震之類的自然災(zāi)害，我們的抗擊打能力有多強(qiáng)？
陳維江:這也是很多朋友所關(guān)心的問題。一個(gè)事物都有雙重性，有優(yōu)勢(shì)的一面，也有劣勢(shì)的一面。特高壓具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、少占地的優(yōu)點(diǎn)，正是因?yàn)檫h(yuǎn)距離、大容量，使得大家對(duì)其安全性就更擔(dān)心了。因?yàn)橐坏┯辛斯收?，比如說這個(gè)工程退出運(yùn)行了，不能輸電了，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)會(huì)帶來比較大的影響，所以大家對(duì)安全性的關(guān)注是對(duì)的，也是我們必須要回答和解決的一個(gè)問題。
關(guān)于特高壓輸電工程的安全性，我們高度重視，也就是說要把安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性，通過技術(shù)的研發(fā)實(shí)現(xiàn)它的高度有機(jī)融合。
對(duì)于安全性，比如說雨雪冰凍災(zāi)害，這是曾經(jīng)遇到過的，大家比較關(guān)心，還有一些其他的自然環(huán)境的影響。要從幾個(gè)方面考慮。第一方面，設(shè)計(jì)是源頭，這個(gè)設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、設(shè)備的建設(shè)、每個(gè)元件的設(shè)計(jì)。在源頭上，提高設(shè)計(jì)等級(jí)、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
比如我們的輸電線路，多是架在田野、荒地、崇山峻嶺，肯定會(huì)遇到惡劣的自然環(huán)境、自然災(zāi)害，我們從源頭上就要提高一個(gè)等級(jí)設(shè)防。什么概念呢？原來超高壓電壓等級(jí)（500千伏），按照50年一遇的水平來設(shè)計(jì)。但是到了特高壓輸電線路，提高了一倍，按照100年一遇的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
從防雷擊上，我們也提高了性能指標(biāo)的要求，超高壓輸電線，耐雷的可靠性指標(biāo)，我們要求能夠耐受800年，這是一個(gè)理論上的計(jì)算指標(biāo)。對(duì)于1000千伏，我們提高到1500年來設(shè)計(jì)。當(dāng)然，大家不要把它當(dāng)做絕對(duì)指標(biāo)，這是可靠性的對(duì)比，說明設(shè)計(jì)的指標(biāo)高了。另外是抗震，我們提高一個(gè)等級(jí)來設(shè)防，按照地震強(qiáng)度，該7級(jí)的，采用8級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)防，提高源頭的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
剛才這些都是一些設(shè)計(jì)條件或者宏觀上的可靠性指標(biāo)，我們得落實(shí)到元件，落實(shí)到設(shè)備。
我們這個(gè)系統(tǒng)是個(gè)非常龐大的復(fù)雜的系統(tǒng)，不可能沒有故障，但是有了故障以后，我們要很好地把故障控制和處理，讓它不至于有較大的影響，這樣就靠一套自動(dòng)化控制系統(tǒng)。我們研發(fā)了一套先進(jìn)的控制保護(hù)系統(tǒng)，能夠保證特高壓輸電系統(tǒng)是可靠的。
大家可能關(guān)心，你實(shí)際工程是不是可靠呢？運(yùn)行情況怎么樣？我給大家說一說，1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程是國(guó)家2006年核準(zhǔn)建設(shè)，2009年1月份正式投入運(yùn)行，這個(gè)工程從山西的晉東南，經(jīng)過河南的南陽到湖北荊門，全長(zhǎng)640千米，有3個(gè)變電站。
到現(xiàn)在為止，這個(gè)工程已經(jīng)安全運(yùn)行了4年了。這4年當(dāng)中，應(yīng)該說大風(fēng)、雨雪冰凍、雷擊等惡劣天氣都遇到過了。我就舉一個(gè)例子，就是雷擊。我們沿著這條線路的兩千米的地帶，收集了雷擊的次數(shù)，國(guó)家電網(wǎng)公司有一套雷電監(jiān)測(cè)網(wǎng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)出每一個(gè)地方落雷的地點(diǎn)、時(shí)間以及強(qiáng)度。我們通過這套系統(tǒng)監(jiān)測(cè)下來，640千米這條線，沿著這條線兩千米的走廊寬度，我們收集到的數(shù)據(jù)，到現(xiàn)在為止是落雷9000余次。9000余次的雷擊，沒有引起線路的跳閘。
這個(gè)工程運(yùn)行了4年，系統(tǒng)經(jīng)常操作，總體來講，運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備也表現(xiàn)很好，性能還是優(yōu)異的，所以特高壓工程的安全性可以放心。
人民網(wǎng):示范工程運(yùn)行4年多，經(jīng)受了很多考驗(yàn)。有沒有可能讓這個(gè)示范工程在全國(guó)更大范圍擴(kuò)展，或者再大范圍地鋪開呢？
陳維江:我們研發(fā)特高壓輸電技術(shù)以及建設(shè)這個(gè)試驗(yàn)示范工程的目的，不是到此就為止了。這項(xiàng)技術(shù)研發(fā)的動(dòng)力在于需求導(dǎo)向，國(guó)家有遠(yuǎn)距離、大容量電能傳輸?shù)男枨螅@就奠定了我們研發(fā)的基礎(chǔ)，研發(fā)的動(dòng)力。所以，研發(fā)成功了，工程也成功了。
具體來講，因?yàn)檫@種重大的電網(wǎng)規(guī)劃，或者能源電力的規(guī)劃，是國(guó)家主導(dǎo)的。但是我們企業(yè)會(huì)盡自己的責(zé)任。因?yàn)樵囼?yàn)示范工程成功了，技術(shù)也證明了可行性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)境友好性，下面就涉及如何推廣應(yīng)用。從國(guó)家層面目前來看，發(fā)展特高壓輸電技術(shù)已經(jīng)列入了國(guó)家“十二五”規(guī)劃綱要，以及國(guó)家能源科技“十二五”規(guī)劃。還有一個(gè)是具體的規(guī)劃。前一段時(shí)間，國(guó)家電網(wǎng)公司在做一些工作，國(guó)家也在做，將來會(huì)出臺(tái)這樣的規(guī)劃。
這里主要簡(jiǎn)單介紹一下國(guó)家電網(wǎng)公司的規(guī)劃。我們的規(guī)劃是到2017年，要把特高壓輸電技術(shù)推廣應(yīng)用，在中國(guó)形成一個(gè)特高壓交直流的骨干網(wǎng)架，通俗講就像無線電通信技術(shù)是要形成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，電也要形成網(wǎng)絡(luò)才行，這樣才能保障電力的可靠供應(yīng)。
我們規(guī)劃未來五年可能要形成一個(gè)特高壓的電網(wǎng)，一個(gè)網(wǎng)架。這個(gè)網(wǎng)架包括三條縱向的，還有三條橫向的，都是連接電源的，要么大煤電，要么大水電，要么大風(fēng)電，然后送到負(fù)荷中心。如果能實(shí)現(xiàn)這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃，就可以很好地改變我們國(guó)家的能源資源和生產(chǎn)力不均衡的情況，在全國(guó)范圍內(nèi)優(yōu)化配置能源資源，這是非常好的一個(gè)事情。所以，未來的應(yīng)用前景非常廣闊，這也是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展迫切需要的。
人民網(wǎng):我國(guó)現(xiàn)在大力發(fā)展新能源。咱們這個(gè)特高壓項(xiàng)目對(duì)于未來整個(gè)國(guó)家新能源的格局會(huì)發(fā)揮什么樣的作用？
陳維江:我們國(guó)家的新能源發(fā)展也有自身的特點(diǎn)：第一個(gè)方面是大規(guī)模、集中式的發(fā)展，跟國(guó)外是有差別的。國(guó)外多數(shù)是小規(guī)模分布式的發(fā)展。我們國(guó)家也是國(guó)情所致，像風(fēng)能，多分布在比較偏遠(yuǎn)的北部、西部，我們國(guó)家規(guī)劃了有9個(gè)千萬千瓦級(jí)的風(fēng)電基地，其中有7個(gè)都在西北地區(qū)，像內(nèi)蒙古、新疆、甘肅等。這是一個(gè)基本的國(guó)情，就是集中式、規(guī)模化的特點(diǎn)。
第二個(gè)方面，發(fā)展速度很快，這跟國(guó)外也不太一樣。我們有哪個(gè)產(chǎn)業(yè)有比較好的前景，大家都爭(zhēng)先發(fā)展，爭(zhēng)先參與，發(fā)展起來的規(guī)劃和技術(shù)上的儲(chǔ)備也有一些跟不上。另外，新能源主要集中在風(fēng)能和太陽能，這兩種新能源形式，特點(diǎn)是隨機(jī)性比較強(qiáng)，發(fā)電的利用小時(shí)數(shù)還是比較低的；是間歇性的，不可控，是靠天吃飯的。
從節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境或者節(jié)約資源的角度看，我們應(yīng)該發(fā)展清潔能源，但是存在一些技術(shù)問題，這就帶來了挑戰(zhàn)。
我們通過分析認(rèn)為，如果用特高壓輸電方式，把當(dāng)?shù)氐幕痣姾退姡酆驮谝黄?，就像個(gè)大水庫(kù)一樣，我再修條水渠給它送水過去，就保證這個(gè)水渠不干了，如果單獨(dú)一條水渠，水源一干就完了，影響就大了。這樣可以調(diào)節(jié)或者可以互補(bǔ)，再利用特高壓的高效率、低損耗，把它送到負(fù)荷中心。
所以現(xiàn)在發(fā)展特高壓輸電技術(shù)，對(duì)我國(guó)來講，有利于促進(jìn)目前這種大規(guī)模、集中式的新能源開發(fā)。
