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“电力输送”向世界亮出“中国方案”
2018-02-06 08:38:44 来源: 经济日报·中国经济网
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  本文作者:王轶辰

  特高压直流输电线路工程扎鲁特换流站。 (资料图片)

  2017年度国家科学技术进步奖特等奖“特高压±800kV直流输电工程”项目攻克了特高压直流外绝缘、过电压、电磁环境、系统控制等一系列世界性难题,创造了7项世界第一,获得114项发明专利,构建起完整的特高压直流输电技术体系,确立了我国在世界特高压直流领域的引领地位

  我国能源资源和生产力分布不均衡,实施“西电东送”战略,加快开发并应用输电容量大、损耗小、适合远距离大容量输电的直流特高压输电技术,提高我国输变电技术的自主创新能力十分必要。近日,2017年度国家科学技术进步奖特等奖授予“特高压±800kV直流输电工程”,以表彰该项目在支撑国家重大战略上作出的突出贡献。

  掌握技术主导权

  我国曾经采用的±500千伏直流输电技术要从国外引进,遇到了各种技术壁垒。从引进到消化吸收,再到创新引领,我国在特高压领域终于实现主导权

  特高压±800kV直流输电技术是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电技术,是解决我国能源与电力负荷逆向分布问题、实施国家“西电东送”战略的核心技术。

  如果说500kV直流输电是“电力高速公路”,那么特高压就是“电力高铁”。项目研发之初,国内最高电压等级为±500kV,要从±500kV提高到±800kV,没有现成的设备、工程经验和技术标准可循,甚至国内都没有相应的试验条件,只能靠自主研发,迎接技术挑战。

  以外绝缘技术为例,由南方电网公司负责建设的云广特高压跨越滇、桂、粤三省,线路长度1400多公里,超长距离面临高海拔、重覆冰等复杂环境,常规的绝缘材料无法满足特高压直流的安全运行要求。

  “特高压±800千伏直流输电工程”第三完成人、国家电网公司董事长舒印彪告诉经济日报记者,我国80%以上的能源分布在西部和北部地区,70%以上的电力消费集中在东部和中部,“西电东送”战略将输电距离由1000公里延伸至2000公里以上,需要建设大容量、高效率、远距离的输电系统。数据显示,当输电距离大于800公里时,采用直流输电更加经济。但是原有的±500kV直流输电技术占地大、损耗高。

  “特高压±800千伏直流输电工程”第一完成人、南方电网公司专家委主任李立浧介绍,我国曾经采用的±500千伏直流输电工程技术需要从国外引进,在实践过程中遇到了各种技术壁垒,因此决定要研究突破±800千伏直流输电技术,实现我国在这个领域的真正主导权。

  “每一次电压等级的升高,都是特高压领域技术零的突破。从引进到消化吸收,再到创新引领,中国在特高压领域已完全摆脱西方的技术封锁,掌握了话语权。”李立浧说。

  攻克诸多科研难题

  项目攻克了设备研制、系统控制等一系列难题,研发了13大类73种主要电气设备,并构建了国际领先的特高压直流试验技术体系和试验研究平台

  相对交流而言,直流具有容量大、占地少、损耗低等显著特点,研发直流工程,具有巨大的经济效益和社会效益。李立浧介绍,项目通过160多家单位联合攻关,攻克了设备研制、系统控制等一系列难题,研发了13大类73种主要电气设备,实现了从中国创造到中国引领,为全球能源互联提供了中国方案。

  项目首创6英寸晶闸管径向变掺杂制造工艺,攻克短路阻抗和运输尺寸约束下的设备复合电场计算、漏磁、温升和噪声控制等技术难题,首次成功研制世界上通流能力最大的换流阀,电压最高、容量最大的换流变压器,平波电抗器等特高压直流成套设备。

  特高压复杂运行环境准确模拟难度大,对特高压和高海拔两个苛刻条件约束的试验装置和方法提出更高要求,国内外原有试验场均不能满足要求。项目构建了完备的特高压直流试验技术体系,建立了国际领先的试验研究平台,建成了世界上试验电压最高的国家工程实验室、世界上海拔最高的西藏高海拔试验基地和世界上最先进的电力系统仿真中心。

  超大容量特高压直流输电工程规模庞大,需要研究掌握设计、设备、施工、调试、运行、维护全套技术,实现安全性、可靠性、经济性的有机统一。项目依托研究成果,全面攻克了系统集成难题,建成世界上电压最高、容量最大的直流输电工程并稳定运行多回。

  “通过示范工程,项目创造了7项世界第一,获得114项发明专利,确立了我国在世界特高压直流领域的引领地位。”舒印彪说。

  瞄准国家重大需求

  我国已建成12条特高压直流输电工程,年输送电量中清洁能源占比超过80%,为推动我国西部资源优势转化为经济优势,推进能源革命奠定了坚实基础

  “我们在研究这项技术的必要性时,首先瞄准国家的重大需求。”舒印彪表示,经过共同努力,项目取得了一系列成果,对“一带一路”建设、构建清洁高效的能源体系等国家重大战略起到了重要支撑。

  我国能源资源与负荷需求呈逆向分布格局,西部大型清洁能源基地与东部负荷中心相距1000至3000公里。特高压直流输电技术的突破,能够大幅提高电网远距离、大规模输电能力,使西部清洁能源的集约高效开发和大范围配置消纳成为可能,对保障能源安全、促进绿色发展、推动东西部地区协调发展,具有重要意义。

  我国已建成12条特高压直流输电工程,输送总容量9360万千瓦,年输送电量中清洁能源占比超过80%,相当于每年减少东中部地区煤炭消耗1.7亿吨,减少二氧化碳排放4.5亿吨。工程为推动我国西部资源优势转化为经济优势,推进能源革命奠定了坚实基础。

  特高压直流成套设备还显著提升了我国电工装备制造的自主创新能力和国际竞争力。依托成熟的特高压直流输电技术,国家电网公司成功中标巴西美丽山水电站特高压直流送出一期、二期两个项目,实现了我国特高压输电技术、标准、装备、工程总承包和运行管理全产业链、全价值链走出去,实现了350亿美元的经济效益。

  舒印彪表示,基于特高压直流工程,我国主导编制并发布了相关国际标准6项,建立了世界上首个特高压直流全套技术标准体系。目前,特高压±800kV直流技术已经成为国际能源电力发展的重要方向。

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【纠错】 责任编辑: 韩璐(见习)
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