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带你看看开启世界电网新时代的中国技术

北极星智能电网在线  来源:电网头条  作者:头条君  2020/9/3 13:16:45  我要投稿  

北极星智能电网在线讯: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。

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▲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。

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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。

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。

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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。

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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。

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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。

暮色苍茫看劲松,乱云飞渡仍从容。

“命门”掌握在自己手中,才不会受人牵制,才能在关键时刻打出实招硬招,才能不让意外比明天先到。

历史与时代,为我们造就了机遇之门、开启了机会之窗。在新的历史起点上,国家电网公司向着更高水平的创新吹响号角,全面实施“新跨越行动计划”。

啃下卡脖子的“硬骨头”,努力实现“人无我有、人有我优”的超越,彻底摆脱受制于人的局面。

下好基础研究的“先手棋”,在电力系统基础理论、建模仿真、运行控制技术等重点领域创造更多“从0到1”的原创成果。

找准两化融合的“突破点”,加强人工智能、区块链、北斗等技术应用,推进电网向能源互联网转型升级。

勇闯核心技术“无人区”,方能饱览无限风光在险峰。

技术随世运,无日不趋新。

在核心技术创新的路上,

唯有争先鼓勇、溯迎而上,

方能长风破浪、直济沧海。

惟其艰难,方显勇毅,

惟其笃行,弥足珍贵。

艰苦攀登,不竭探索,

奉献付出,

从特高压技术这一切口,

我们能看到——

国家电网自始至终不断

传承创新基因,

实现更大跨越。

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