曉錦源:我國(guó)的特高壓輸電技術(shù)有多厲害?中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)就是世界標(biāo)準(zhǔn)
提起高壓輸電線路,我們并不陌生,在廣袤戈壁上、巍峨雪山旁、崇山峻嶺間,到處都有他們的英偉身姿。這些“光明之路”其實(shí)有著不同的電壓等級(jí),怎么來區(qū)別它們呢?
認(rèn)識(shí)超高壓
高壓線是一種輸送電能的基礎(chǔ)設(shè)施。按照不同的電壓等級(jí),高壓輸電一般可分為高壓、超高壓和特高壓。
中國(guó)的電力系統(tǒng)中,我們常見的110千伏和220千伏輸電屬于高壓輸電。新中國(guó)成立之初,我國(guó)的主力電網(wǎng)以110千伏為主。1954年1月,新中國(guó)第一條220千伏高壓輸電線路全線竣工,標(biāo)志著我國(guó)開始具備獨(dú)立設(shè)計(jì)、建設(shè)高電壓等級(jí)輸電線路的能力。
為紀(jì)念新中國(guó)第一條220千伏高壓輸電線路(松東李線)竣工所發(fā)行的紀(jì)念郵票
超高壓輸電是指電壓等級(jí)為交流330~750千伏和直流±400千伏~±660千伏的輸電。在我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展初期,區(qū)域電網(wǎng)和電源建設(shè)相對(duì)孤立,隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和用電需求增長(zhǎng),迫切需要遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)來聯(lián)通這些區(qū)域電網(wǎng),以實(shí)現(xiàn)更大范圍的能源優(yōu)化配置,超高壓輸電應(yīng)運(yùn)而生。
超高壓輸電線路的經(jīng)濟(jì)輸送距離一般在200~1500公里之間,是跨省輸電的“神兵利器”,而且電壓等級(jí)越高,輸電距離越遠(yuǎn)。為何遠(yuǎn)距離輸電需采用如此高的電壓?因?yàn)楣β瘦斔蜆O限與電壓的平方成正比,提高電壓等級(jí)能大幅提高功率極限、降低遠(yuǎn)距離輸電的電阻損耗,簡(jiǎn)而言之就是“送電多、損耗少”。當(dāng)然,提高電壓的同時(shí)也提高了絕緣配合、防雷保護(hù)、電磁環(huán)境控制以及結(jié)構(gòu)安全設(shè)防等多方面的技術(shù)要求,當(dāng)然也提高了工程造價(jià)。
中國(guó)首個(gè)超高壓輸變電工程330千伏甘肅劉家峽—甘肅天水—陜西關(guān)中輸變電工程
中國(guó)首條750千伏線路——甘肅官亭至蘭州東線路
電力天路——±400千伏青海格爾木至西藏拉薩直流線路
走向特高壓
21世紀(jì)初我國(guó)經(jīng)濟(jì)步入快車道后,能源問題日益突出。由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展高度依賴電力,而我國(guó)能源資源遠(yuǎn)離電力消費(fèi)中心,要把我國(guó)西部、華北地區(qū)豐富的水力、風(fēng)力、太陽能和煤炭資源轉(zhuǎn)化為清潔電能并輸送到數(shù)千里之外的中東部負(fù)荷中心,需要采用電壓等級(jí)更高、技術(shù)更先進(jìn)的輸電技術(shù),那便是特高壓。
特高壓是指電壓等級(jí)為交流1000千伏及以上和直流±800千伏及以上的輸電技術(shù)。要在如此高的電壓下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電能輸送,需要攻克電壓控制、外絕緣配置、電磁環(huán)境控制、成套設(shè)備研制等多項(xiàng)世界難題。我國(guó)自2004年底開始方案論證,2005年開展關(guān)鍵技術(shù)研究,在數(shù)以千計(jì)的科研技術(shù)人員多年攻關(guān)下,成功掌握了綜合指標(biāo)位居世界前列的交、直流特高壓輸電技術(shù)。
如果將超高壓比作電力輸送的“省道”,那么特高壓就是電力輸送的“國(guó)道+高速公路”。特高壓輸電具有輸送容量特別大、輸電距離特別遠(yuǎn)、輸電損耗特別小、優(yōu)化資源效用、優(yōu)化環(huán)境質(zhì)量五大特點(diǎn)。
例如,一條直流±1100千伏特高壓線路的輸送容量相當(dāng)于4~5條±500千伏超高壓線路,可同時(shí)點(diǎn)亮4億盞30瓦燈泡,其輸電距離更是可達(dá)3000~5000公里,足以橫跨整個(gè)國(guó)家,而電阻損耗在同等導(dǎo)線截面和輸送容量下卻遠(yuǎn)不及±500千伏線路的一半。
世界最高電壓等級(jí)的±1100千伏新疆昌吉—古泉直流輸電工程
截至2021年底,我國(guó)已建成特高壓工程20多項(xiàng)。目前,我國(guó)已全面掌握了特高壓輸電從規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、施工安裝到調(diào)試、運(yùn)行的全套核心技術(shù)。特高壓技術(shù)已經(jīng)走出國(guó)門,成為中國(guó)能源領(lǐng)域的一張“世界名片”。