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看看开启世界电网新时代的中国技术

发布时间:2021-04-17 22:21   浏览:901   作者:admin
你乘了20多个小时的飞机,跨越大半个地球,还没来得及倒时差,就急匆匆赶到工作现场准备大干一场,迎面却泼来冷水:

    (来源:微信公众号“电网头条”ID:sgcctop作者:头条君)

    “你们的标准和我们当地的有出入!”

    “我们当年电力技术世界领先,你们中国人还来学过技术。”

    面对不信任,你会怎么想?怎么做?

    当年,千里迢迢奔赴巴西开拓海外市场的中国特高压技术人员们没有“硬塞道理”强行输出。

    因为他们知道,事实胜于雄辩;他们更知道,中国特高压技术领先全球,而且还是独一份的。

    自信心的背后,源于中国特高压技术确实硬核能打。

    敢为人先下“先手棋”开启世界电网特高压时代

    在电力技术发展史的考卷中,成熟的特高压技术毫无疑问是压轴大题。这道题,很多发达国家几十年前就开始研究了,但要么中途卡壳,要么直接弃卷。

    上世纪60年代起,美国、苏联、日本等国家开始研究特高压输电技术。当时这些国家经济增长快,电力需求旺盛,能够远距离、大容量输电的特高压技术进入科学家的视野。

    ※美国从1967年开始对1000千伏特高压输电的特性展开研究。※苏联在1985年建成埃基巴斯图兹—科克切塔夫—库斯塔奈1150千伏特高压输电线路。※日本、意大利也都研究开发过特高压输电技术。

    ▲苏联的特高压试验

    发达国家摩拳擦掌,结果纷纷退赛:

    美国建了一些试验设施,甚至规划了工程,但是没有付诸实施。

    意大利建立了试验站,对绝缘子与电磁环境特性做了一些研究,也建成了几十公里的试验线路,但原来规划的工程没有上马。

    日本建设的两条同塔双回路特高压交流输电线路的变电站用的还是500千伏设备,后降压至500千伏等级运行。

    1991年苏联解体后,仅断断续续运行了5年时间,唯一建成完整工程的苏联特高压电网由原来的1150千伏降压到500千伏运行。

    特高压,这一电力领域公认的高精尖技术,刚刚萌芽就因为各种各样的“难题”被“雪藏”了。

    那时的中国电力还在“超高压”技术和设备上苦苦求索。1981年,我国首个500千伏平武线输电工程竣工上马。1985年,我国首个500千伏直流工程葛上直流开建,连变电站的草皮、螺帽、钉子、水龙头都要全套进口。

    纵观输电技术从低电压到高电压等级提升的过程,西方国家曾经一直领先。330千伏工程,我们比西方晚了20年;750千伏工程,我们晚了40年。

    具有自主知识产权的核心技术,是企业的“命门”所在。

    赤橙黄绿青蓝紫,谁持彩练当空舞?

    就是这样一个外国人眼里的“后进生”,竟然完美回答了特高压这道压轴大题,并快速交卷!

    2006年,1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程核准开工。2009年1月6日,这项由我国自主研发、设计建设的首个特高压交流工程投运。

    2010年,向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程投运。

    中国的特高压时间开始了!

    中国电网一举进入交直流特高压混合电网时代。

    用中国核心技术解决中国实际问题

    为什么特高压能在中国取得成功?

    回答这个问题之前,头条君想先问您:您家有多久没停电了?是不是“空调wifi冰西瓜”已经是夏日标配了?朋友圈里晒蓝天照变多了吗?这些变化其实都能记“特高压”一等功劳。

    当年,外国放弃继续研究特高压,无非是用电量增长乏力、技术实际落地面临瓶颈等原因。而在中国,有其特殊的国情——

    经济发展迅猛,用电量快速增长

    2004年,一则新闻这样报道:“2003年出现了22个省(自治区、直辖市)拉闸限电,局部地区经济发展遇到了‘瓶颈’;2004年,全国供需形势仍然紧张,总体缺额同2003年大体相当。”

    当时,中国GDP增速飞快,2003年开始进入“两位数”增长时代,对电能的需求大大增强。

    资源分布不均,中东西部各有需求

    在中国,80%以上的能源资源分布在西部、北部,相距东中部负荷中心1000~4000千米。东中部负荷中心需要更多清洁、便宜的“远水”来缓解“近渴”,并缓解本地建燃煤电厂的土地成本、空间成本、环境成本等实际压力。西部、北部资源中心则希望自己的资源优势能转化为经济优势,带动当地人口就业、经济发展。

    虽然各地本身的资源情况与经济发展不匹配,但两边的需求可谓“一拍即合”。

    这样的背景亟需大容量、大范围、高效率的资源配置。

    而特高压具有大容量、低损耗、少占地的综合优势,能够把清洁能源送到远方去。

    如果说超高压技输电是4G,那特高压输电就是名副其实的5G了——

    中国发展特高压的必要性与紧迫性不言而喻。

    2004年,国家电网启动了特高压输电工程关键技术研究和可行性研究。随着特高压关键技术接连取得重大突破,特高压电网建设全面铺开。

    目前,国家电网已累计建成投运“十三交十一直”特高压工程。

    如今,张北的风点亮雄安的灯,四川的水电送往江浙沪,新疆、甘肃的风能长驱直入送中原……

    与此同时,“拉闸限电”“电荒”等名词也成为历史记忆。特高压,可谓是用中国核心技术解决中国实际问题的典范。

    人无我有,人有我优啃下卡脖子的“硬骨头”

    当特高压刚横空出世时,不少人都好奇去探究竟——特高压到底“特”在哪儿?

    有这样一个细节:在武汉,一名记者参观了我国第一座500千伏凤凰山变电站和我国首个1000千伏特高压交流试验示范工程的荆门变电站。

    他觉得,仅就感官体验,在荆门变电站设备场地只能听到微弱的电磁声,测量噪音分贝值是36分贝,而凤凰山变电站的场地噪音是60分贝。前者是百分之百的“中国制造”,后者是日本进口的“洋玩意儿”。

    为什么特高压变电站的环境噪音更低?

    “解释只有一个:中国电工制造技术已经达到世界领先水平!”

    确实,当年我们发展特高压时面临这样的现状——

    建设500千伏电网,我们尚且可以买到“八国联军”的设备。但建设1000千伏电网,技术与设备从哪里引进?外国没有,已有的早期研究或落后或有缺陷。

    有钱也买不到!

    “跟踪式”的创新老路子,走不通了。

    要解决自己的问题,必须要自己啃下卡脖子的“硬骨头”!

    唯有此,才能把核心技术这一企业的“命门”掌握在自己手中。

    在这个过程中,国家电网不断破解世界性技术难题——

    √破解特高压交流输电过电压控制、外绝缘子配置、电磁环境控制、系统集成、设备研制等世界性技术难题。

    √破解大容量特高压接入系统问题,并保证了系统安全稳定运行。

    2012年、2017年,特高压交直流技术摘得国家科学技术奖特等奖,问鼎世界电力技术的珠穆朗玛峰。

    如今,国家电网建成了以“四基地两中心”为核心的特高压试验研究体系。

    在攻坚特高压核心技术过程中,国家电网人切切实实感到“世上无难事,只要肯攀登”。

    登顶世界电力技术的珠穆朗玛峰后,其中的“皇冠”——特高压变压器和换流阀,也被我们摘得。

    欲戴皇冠,自然要必承其重。

    特高压变压器和换流阀,研发难度极高,但又是“心脏”一样的存在。

    为了攻克核心技术,国家电网集合了300多家单位的上千名科研技术专家,潜心研发十年之久,结束了受制于人的局面。

    中国电力装备实现突破,特高压成套技术实现突破。

    满满的“原创力”:

    或许你想不到,将低电压转换成1000千伏特高压的变压器,它的内部主要绝缘材料居然全是纸。用纸做成的各种配件达到25万件,不亚于任何一件精密的艺术品。

    你可能还想不到,将交流电转换成直流电的关键设备——特高压换流阀,它的生产车间比医院脑外科手术的环境还要洁净100倍。

    2019年,世界上电压等级最高、输电容量最大、技术水平最先进的特高压直流输电工程——±1100千伏准东—皖南特高压直流工程建成投产,标志着我国已完全掌握交流1000千伏及以下电压等级电网的系统规划、工程设计、施工安装和调试试验技术,以及±1100千伏、±800千伏特高压直流输电关键技术,实现了工业化规模应用。

    正如刘吉臻院士所说,特高压技术是电力行业中十分重要的一个方向,电压等级的升高也带动了电工装备技术的变革,包括绝缘、变压器、开关、保护、控制、材料等。电压等级提升与技术进步是相辅相成的。

    勇闯技术“无人区”在更高水平上实现新跨越

    实际上,中国特高压技术刚走出国门时“碰壁”,并不意外。毕竟,仅仅十几年前,中国电力技术还是个不断学习消化“洋学问”的学生,拄着“洋拐棍”亦步亦趋。

    国网巴控公司的副总保罗是名地道的巴西人,他的父亲曾是伊泰普水电站的建设者。

    他说,伊泰普水电站是巴西人民的骄傲,也是巴西电力技术的骄傲。很长一段时间,搞水电站、做输电线路的技术人员纷纷来此“朝圣”,其中不乏中国人。

    现在情况变了,曾经的“学生”去教“老师”,这种身份的转换或许一时半会儿让人有点难以接受。

    但巴西依然选择了中国电网技术。因为——

    特高压解决巴西缺电问题能力强

    巴西的能源布局与中国有相似境遇:水电资源集中于西北部、用电负荷集中在东南部。特高压能够解决资源的大范围配置问题。

    中国国家电网公司社会责任心强

    国家电网赞助和支持了巴西多项公益项目。美丽山二期项目也是巴西近年来第一个零环保处罚的大型工程。

    如今,这条“电力高铁”为2000多万巴西人民源源不断输送电能,成为中国特高压技术装备出海的金色名片。

    伴随着特高压的发展和建设,从传统老牌企业哈电集团、东方电气、上海电气,到如今的西电集团、特变电工,输变电设备制造企业“走出去”的新闻也屡见不鲜。

    独步天下的特高压交直流技术也成就了相关标准的制定。国家电网成功推动IEC成立专门的特高压交流输电技术委员会。一流企业做标准,标准意味着影响力和话语权。

    不到20年的时间,国家电网实现了从跟跑向并跑到领跑的跨越式发展。

    也是在这20年的时间里,我们深刻地感受到,科学技术从来没有像今天这样深刻影响着国家前途命运、人民的生活福祉。

    如今,国际形势波云诡谲,复杂性与不确定性交织,核心技术的重要性愈发凸显。