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從“拉閘限電”到燈火通明,中國特高壓輸電如何逆襲

返回列表來源:柏艾斯 發布日期:2021-08-16 16:42:36瀏覽:-查看手機網址
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2021年6月21日,我國的四川雅中到江西撫州正負800千伏特高壓輸電工程,建設完成并正式投入輸電運營。同年6月28日,發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發電。這里平均每年將發出超過620億千瓦時的巨大電能,也將通過白鶴灘到江蘇、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。

特高壓輸電是一種新的電力傳輸技術,從上世紀的七十年代開始,各個國家就已經開始研究這種新的輸電技術。近二十年來,國家電網針對我國的實際情況,研發出具有自主知識產權、獨樹一幟的特高壓輸電技術。截至2021年6月底,像這樣擁有特高壓輸電技術的電力新干線,在我國已建成或正在建設的就有36條,規模遠遠領先于世界。

我們為什么要遠距離輸電

我國能源的生產地和消費地跨度極大,大約80%的煤炭資源在西北部地區,80%的水利資源在西南部地區,80%的風、光資源也在西北部地區。而我國能源70%以上的消費需求,都集中在經濟發達、增長比較快的華東、華中等地區。

資源在西用戶在東,這就需要將西部地區的能源,想辦法給東部地區用。傳統方式一般靠物流運輸,但是最簡便的方式其實是你從西部就把各種資源變為電能通過電線傳輸到東部直接使用。但是東西部超過3000千米的距離成為了電力傳輸的最大障礙。

超遠距離輸電的難處

在遠距離傳輸電能的過程中,會產生能量損耗。我們希望盡量減少傳輸時的能量損耗。在電力的遠距離傳輸中,如果僅僅依靠改變輸電線的材質或加大輸電線的截面積,來降低傳輸中的損耗,會使建設成本大大提高,另一方面將給施工帶來難以想象的困難。而特高壓輸電技術只是通過提升電壓、降低電流,來減少傳輸過程中電能的損耗,從而實現更遠距離的傳輸。

不僅如此,特高壓輸電技術,除了能把電能輸送到更遠的地方,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條原來的500千伏輸電線路的輸電量,而且線路架設所占用的土地,相對之前的輸電線路也大大減少,這對當下的土地資源稀缺的現狀更具有現實意義。所以,特高壓輸電技術是目前世界上最高效最經濟的一種輸電方式。但大幅度提升傳輸中的電壓,卻并不那么簡單。

隨著電壓等級的大幅提升,特高壓傳輸過程中的安全穩定性,自然成了人們關注的焦點,因為電壓的提高,對傳輸系統中的絕緣材料和關鍵設備的耐壓性能要求也更高。這些年,在特高壓輸電技術研發過程中,國家電網曾先后組織幾十家科研機構和高校、200多家設備制造企業,在國際上“無標準、無經驗、無設備”的情況下,依靠自主創新,成功研發出了與特高壓相關的21大類、310項關鍵技術,連續攻克了特高電壓、特大電流下的絕緣特性、設備研制、試驗技術等世界級難題,尤其是在特高壓絕緣套管和特高壓換流閥等“卡脖子”的材料和技術上取得重大成果,標志著我國在特高壓、遠距離、大容量輸變電核心技術上取得重大突破,所有關鍵設備全都實現了國產化。

這是四川雅中到江西撫州正負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最高、容量最大的單體變壓器、直流換流閥、開斷能力最強的開關等一系列的關鍵設備,都是我國自主研發制造的,而這些世界領先的裝備,就是特高壓傳輸正常運行的安全保障。

中國的特高壓遠距離輸電技術

目前,中國是世界上唯一一個將特高壓輸電技術投入商業運營的國家。經過多年的技術積累,中國特高壓輸電技術在國內遍地開花,僅四川一地就有已經建成或正在建設的七個特高壓輸電工程。

特高壓輸電技術,不僅帶動了我國電工裝備制造產業全面升級,而且還走出國門,參與到其他國家的電力建設中。2014年,國家電網公司成功中標巴西美麗山水電特高壓輸電工程項目,并于2019年完成全部工程建設。這是巴西最長、輸電量最大的一條電力干線,它跨越2000多公里,能滿足2200萬人口的用電需求,也被稱為巴西經濟發展的主動脈。

近年來,我國還先后與哈薩克斯坦、俄羅斯、蒙古、巴基斯坦等國開展了互聯互通特高壓技術合作項目,實現了中國特高壓輸電技術、標準、裝備、工程總承包、全產業鏈輸出,創造了350多億美元的經濟效益?,F在,中國特高壓輸電技術,不僅為世界提供著可借鑒的經驗,也將為全球電力工業的建設發展做出更大貢獻。

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