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创新驱动发展 电网由弱到强由330千伏到1100千伏

时间:2019-08-26 17:25 来源:未知   点击:

  北极星输配电网讯:12月的江苏,气温不断走低,1000千伏淮南—南京—上海交流苏通GIL(气体绝缘输电线路)综合管廊隧道工程的施工现场却依旧火热,施工人员在管廊内紧张地开展电气设备安装。这条被称为“万里长江第一廊”的综合管廊工程,是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、技术水平最高的超长距离GIL创新工程,代表着我国在特高压电网建设方面的创新探索。

  回首40年前,改革开放的东风吹遍神州大地,各行各业活力迸发。40年来,我国经济社会发展取得巨大进步,人民生活水平逐步提高。在此过程中,电力工业也取得了显著成就,我国电网实现了从小到大、从弱到强、从分散孤立到互联互通的蜕变。在经济社会发展和科技进步的持续推动下,一张以特高压为骨干网架,坚强智能的交直流互联大电网逐渐形成,在提供电力保障、优化配置资源、助力绿色发展等方面发挥出巨大作用。

  我国是世界上较早有电的国家之一,电力工业发展起步于1882年,至今已有100多年。但因历史原因,直到改革开放之前,我国电网整体还较薄弱、分散。1978年,我国发电装机容量为5712万千瓦,330千伏已是电网的最高电压等级;主要以相对孤立的省级电网、城市电网为主,相互联系很少,并且很多地区没有电网覆盖,落后于世界电网发展进程。

  20世纪被称为电气时代,电力是社会进步发展的重要动力。为满足不断增长的社会发展需求,电力工业亟须发展升级。

  1978年,改革开放的重大决策开启了中国奋进的新征程。40年来,神州大地变化天翻地覆,改革发展成就举世瞩目。

  20世纪80年代,全国开始大规模建电厂,一批大型水电站、坑口火电站及核电站陆续兴建。电网作为重要的传输环节,需要同步升级。

  走联网道路——1979年5月,中国电力工业会议明确了电力工业的发展思路。

  温州在全国率先掀起创业潮,以家庭为单位的个体经济迅速成长,可谓“户户办工厂,家家无闲人”。温州的第一次电力建设高潮也随之到来。

  1983年,温州第一个220千伏输变电工程——慈湖变电所和台—临—温输电线路建成,温州电网并入华东电网。原温州电力局副局长任德豹曾任慈湖变电所所长,他说:“慈湖变是温州电网与华东电网连接的枢纽变电所,而220千伏台—临—温输变电工程的投产,对缓解温州电力紧缺局面起了关键作用。”

  从1981年的第一条500千伏超高压输电线路——河南平顶山至湖北武昌输变电工程竣工,到1990年第一条±500千伏超高压葛洲坝至上海直流输电工程拉开跨区联网帷幕,再到2009年我国第一条特高压线千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程建成,华北电网和华中电网联结成一个同步大电网……

  改革开放以来,我国电网逐步实现了规模从小到大、输电能力从弱到强、电网结构从孤立到互联的升级。

  2011年12月,青藏联网工程投运,标志着除台湾省外全国联网格局基本形成。国家发改委原副主任、国家能源局原局长张国宝曾感慨:“这是一个伟大的世纪工程。如果你现在到西藏,在夜晚,拉萨的巴廓街灯火通明,和内地的大城市没有什么两样。”3年后,川藏联网工程投运,结束了西藏昌都地区长期孤网运行的历史。

  2018年11月,藏中电力联网工程投运,雪域高原又多了一项突破生命禁区、挑战生存极限的输变电工程。该工程实现了青藏联网工程与川藏联网工程互联、藏中电网与全国主网统一互联,西藏电网的电压等级由220千伏升级至500千伏,形成较为坚强的超高压等级骨干电网,不仅能充分满足西藏发展对电力的需求,也对当地清洁能源外送和高原生态文明建设具有重要意义。

  用上了充足电,西藏波密县扎木镇通木村村民培罗布说:“我家过去做饭烧柴火,但森林要保护,不能随便砍树。现在电好用了,我买了电锅,就不用木柴。磨糌粑的水磨换成了电磨,省出力气可以干别的活。”

  40年来,在一代又一代电力人的努力下,我国电网整体水平实现了由“追赶”到“引领”。如今,我国已经建成世界上规模最大的交直流互联电网,拥有世界上最高电压等级的特高压交流直流输电线年没有发生过像美洲、欧洲电网曾经发生过的大面积停电事故。

  进入21世纪,我们迈入发展日新月异的互联网时代,互联共享是这一时代的核心特征,人们足不出户即知天下事。电力网络也需要像互联网一样,更高效快捷地调配资源,助力经济社会发展。进一步提升大范围跨区输电能力,是时代发展的必然要求。

  2003年,全国大部分区域都遭遇了缺电,“重发轻供”的问题充分凸显,电网发展难以满足经济发展的需求。

  在经济发展始终走在全国前列的浙江,这种矛盾体现得非常明显。当时浙江的企业一周“停三开四”,有的企业选择外迁,有的企业干脆关门。用电紧张,根源在于电力需求旺盛,而本地一次能源极度匮乏,依靠省内电力建设远远不够。不单单是浙江,电力需求和能源资源逆向分布的自然禀赋,让全国大范围面临缺电困局。

  2004年,国家电网公司经过充分调研和论证,提出建设特高压输电工程,充分发挥其远距离、大容量送电的优势,将西北部各类大型能源基地与中东部主要负荷中心相互连接,大范围优化能源资源配置。

  我国第一条特高压——1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程于2006年开工,2009年1月建成。该工程的起点山西是煤炭大省,每年输出煤炭4亿吨以上。以往的输煤方式并没有让山西实现煤炭资源效益的最大化,转变煤炭消费模式是山西转变发展方式的重要课题。

  1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程建成后,华北的火电得以送往华中,而丰水期时华中地区的水电也可以送往华北,能源互济作用显著。“发展特高压既符合国家能源战略需要,又符合山西转型跨越实际,利国利民,意义重大。”2011年,时任山西省人大常委会党组书记申联彬表示。

  2010年7月,±800千伏向家坝—上海特高压直流工程建成投产,标志着我国全面进入特高压交直流混合电网时代。那年夏季,华东地区经历持续高温,上海35摄氏度及以上高温天数累计达30天。这条特高压送来了西南清洁水电,为华东地区平稳度夏提供了有力支撑。

  党的十八大以来,哈郑直流、宾金直流、宁浙直流、锡泰直流、扎青直流等一系列特高压重点工程投产,跨省跨区送电能力显著提升,全国电力联网进一步加强。全国形成了大规模西电东送、北电南供的能源配置格局。

  目前,我国已建成“八交十三直”21项特高压输电工程,跨区跨省输电能力超过1.4亿千瓦。其中,公司建成“八交十直”18项特高压工程。截至2017年年底,公司经营区内的特高压工程累计送电超过9000亿千瓦时。

  伴随经济社会发展,特高压电网正不断变得更完善。2016年开工的昌吉—古泉±1100千伏特高压直流输电线路工程投运在即,这是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的直流输电工程。北京西—石家庄、山东—河北环网、蒙西—晋中等1000千伏特高压输电线路也相继于今年开工。交直流互联大电网的建设如同打通了能源传输的“任督二脉”,将在更大范围内促进能源资源的优化配置与高效利用。

  今年11月7日,又一条“西电东送”电力大动脉——青海—河南±800千伏特高压直流工程正式开工建设,这是世界上第一条专为清洁能源外送而建设的输电大通道。该工程建成后将有力推动青海千万千瓦级新能源基地集约化开发建设和大规模外送,让更多人用上远方来的绿色电能。

  经历40年不断升级发展的过程,我国目前已建成以特高压为骨干网架的坚强智能电网,不仅保证电网安全经济运行,还在输送清洁能源、助力污染防治多方面都发挥着显著作用。

  特高压并没有在国外大规模建设发展,其在我国发展之初,安全性、经济性曾受到一定质疑。

  “特高压输电技术是一项资源节约型、环境友好型的技术,具有输送容量大、节约线路走廊、降低损耗、节省工程投资、提高系统稳定性等优点。”2011年,我国高电压领域专家、时任国网武汉高压研究院院长的中国科学院院士陈维江接受媒体采访时表示。他说,特高压的性能经过了专家团队的严密论证。武汉高压研究院从1985年起就开始研究特高压技术,经过20多年的基础研究,特高压才进入工业化实验阶段。

  近10年过去,我国大电网从未发生过大面积停电事故,也印证了当初专家团队的论证。“我们先后研制了大型电力系统分析软件和大电网全数字实时仿真装置等,目前我们在电力系统规划、设计、调度运行方面的应用软件都实现了自主可控。”中国科学院院士、中国电科院名誉院长周孝信在接受采访时说。

  如今,大电网不仅实现了安全经济稳定运行、资源优化配置,在推动清洁能源消纳、助力节能减排和大气污染防治等方面,也发挥了越来越明显的效用。

  2005年以来,我国可再生能源发电持续快速增长,目前,水电、风电、太阳能发电装机均位居世界第一,三者合计在总体能源供应中的比重超过35%。可再生能源资源最丰富的“三北”地区,目前新能源装机合计超过1.7亿千瓦,仅靠本地无法消纳。

  加紧建设外送通道至关重要。依靠大电网把西部、北部大型水电、风电、太阳能发电基地的电能输送到东中部负荷中心,不仅能降低清洁能源发电企业的损失,也将大大减少负荷中心的本地燃煤排放。

  2014年1月投运的±800千伏哈密南—郑州特高压直流工程是实施“疆电外送”的首个特高压直流输电工程,有效推动了西北煤电、风电、太阳能的集约化开发。

  新疆新能源开发有限公司是受益的发电企业之一。2016年12月,该公司220千伏国电景峡东风电二场投运并网。副场长冯文新提起“电力援疆”时说:“这下新疆的富余新能源又有了不小的市场,我们的电能可以更多地送往全国各地了。”

  数据显示,2016年,“电力援疆”让全疆13个地州的27家火电企业和337家新能源企业受益,提升火电平均利用小时数194小时、新能源发电平均利用小时数27小时。

  今年10月初,内蒙古鄂托克前旗境内的±800千伏伊克昭换流站正式投入运行,内蒙古的“三交三直”6个特高压工程全部投运。内蒙古境内建有大型火电、风电基地,自2014年起,公司在内蒙古投资303亿元,先后开工建设了“三交三直”特高压外送通道,将内蒙古电力外送能力提高至7000万千瓦,提高了发电企业的收入,也有力缓解了东北地区电力供大于求的压力。

  特高压为西部、北部地区发电企业带来了效益,也为东中部地区送去了清洁电能,助力区域节能减排和绿色发展。

  近年来,中东部地区频受雾霾之扰。2013年,国务院发布实施《大气污染防治行动计划》。2014年,国家能源局提出加快推进《大气污染防治行动计划》12条跨区输电通道建设,其中包括“四交五直”共9条特高压线路。

  落点在用电大省江苏的±800千伏锡盟—泰州特高压直流输电工程就是其中一条输电通道。该工程于2017年9月投运,每年可从内蒙古向华东负荷中心输送550亿千瓦时的电力,减少燃煤运输2520万吨,减排烟尘2.0万吨、二氧化碳4950万吨、氮氧化物13.1万吨。如今,江苏使用的每4千瓦时电中,就有1千瓦时是来自西部的清洁电。

  特高压大电网的发展完善,将随着经济社会发展的需求永不止步。预计到2020年、2025年、2035年,公司跨区跨省输电能力将分别达到2.5亿、3.6亿和6亿千瓦,满足清洁能源装机6.5亿、9亿和15亿千瓦发展需要。

  40年来,我国电网每一步的升级发展都印刻着鲜明的时代烙印。随着我国迈入高质量发展的新时代,电网发展也站在了新的起点,未来将向世界一流能源互联网不断迈进,推动经济社会的持续健康发展。

  在我国电网升级发展的历程中,特高压技术无疑至关重要和备受关注。自2004年年底提出发展特高压以来,我国跨越式地走过了国外十几年的发展历程,成为国际特高压输电技术发展的引领者和有力推动者。

  ●我国已经全面攻克了特高压交、直流两大前沿领域的世界性难题,在理论研究、工程建设、运行管理、试验能力、标准制定等各方面都走在国际前列。

  ●为全力支撑特高压输电技术创新发展,我国建成了世界上功能最完整、技术水平最先进的特高压试验研究平台。

  ●我国研制成功了世界最高水平的大容量特高压换流变压器和特高压变压器、6英寸晶闸管和换流阀、套管、绝缘子等全套特高压关键设备和元器件。

  ●“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”荣获2012年度国家科技进步特等奖和第二届中国工业大奖。该项目通过产、学、研、用协同攻关,在电压控制、外绝缘配置、电磁环境控制、成套设备研制、系统集成、试验能力六大方面实现了创新突破。

  ●通过特高压工程的实践,我国打造了特高压设备制造产业链,具备了生产和系统集成全套特高压直流关键设备的综合能力,实现了国内电工装备制造业从低端向高端的成功转型。

  ●我国已形成一套完整的特高压输电技术标准体系,主导成立了国际电工委员会(简称IEC)高压直流标准化技术委员会(TC115)和特高压交流输电技术委员会(TC122),实现了“中国创造”和“中国引领”。

  中国挑战美国创新领导地位并快速发展的相关领域包括:最高电压、最高输送容量的特高压交流输电。

  谈到特高压,IEC坚信,这种输电技术能够极大地解决未来的能源危机。之所以这么说,关键在于它拥有大容量、高效率、长距离输电优势,这是解决问题的关键。

  在高压输电的领域,世界无人能撼动中国地位,中国现在有“三高”在世界上的顶尖地位是公认的、不可动摇的,那就是高拱坝、高铁和高电压。

  伴随着特高压工程的建设,我们的电网防御体系,不管是理念还是应用经验,在世界上均处于引领的地位。

  通过这么多年的努力,现在我们跟人家平起平坐,而且有些领域还超过了人家,特别是我们发展特高压以后,在输变电技术领域,可以说我们已经达到国际先进水平。

  以“诠释配电物联网架构体系,推动能源互联高质量发展”为主题的2019年(第三届)中国配电技术高峰论坛于2019年6月26-27日在北京国际会议中心隆重召开。本次高峰论坛由中国电力科学研究院有限公司、中国电力企业联合会科技开发服务中心联合主办,国网上海能源互联网研究院有限公司、电力

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