特壓：特壓推動(dòng)裝備制造業(yè)跨越式發(fā)展 - 特壓 輸電技術(shù) 電網(wǎng) 輸配電
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從資源稟賦來看，我國(guó)能源資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展分布并不平衡。煤炭資源的三分之二以上集中在晉陜蒙“金三角”內(nèi)，水能的80%集中在西南地區(qū)，可集中開發(fā)的風(fēng)能和太陽(yáng)能則分布在西北和東北地區(qū)，然而70%的用電負(fù)荷卻聚集于中東部16省市。這樣的能源布局提供了兩種選擇：一是在負(fù)荷中心區(qū)建設(shè)電站;二是在能源中心區(qū)建設(shè)電站
根據(jù)國(guó)家能源局初步規(guī)劃，未來幾年我國(guó)將有一大批特壓輸電工程項(xiàng)目陸續(xù)上馬建設(shè)，并分別在“十二五”末期及“十三五”期間大部分投入運(yùn)行，將在提升電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)性能、優(yōu)化電力資源配置中發(fā)揮越來越重要的作用。
發(fā)展特壓意義重大
資料顯示，我國(guó)有將近14億人口，大多數(shù)集中在經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、人口眾多的中東部地區(qū)，必然要消耗更多的一次能源和二次能源，需要更多的電力。而能源資源豐富的內(nèi)陸地區(qū)與電能需求旺盛的沿海地區(qū)之間的距離遙遠(yuǎn)，大型能源基地與東中部地區(qū)負(fù)荷中心之間的輸電距離一般都在800公里～3000公里。
從資源稟賦來看，我國(guó)能源資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展分布并不平衡。煤炭資源的三分之二以上集中在晉陜蒙“金三角”內(nèi)，水能的80%集中在西南地區(qū)，可集中開發(fā)的風(fēng)能和太陽(yáng)能則分布在西北和東北地區(qū)，然而70%的用電負(fù)荷卻聚集于中東部16省市。這樣的能源布局提供了兩種選擇：一是在負(fù)荷中心區(qū)建設(shè)電站;二是在能源中心區(qū)建設(shè)電站遠(yuǎn)距離輸送。
發(fā)展特壓電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)是：1000kV特壓交流輸電線路輸送功率約為500kV輸電線路的4～5倍;±800kV特壓直流輸電能力是±500kV輸電線路的2倍。同時(shí)，特壓交流線路在輸送相同功率的情況下，可將遠(yuǎn)送電距離延長(zhǎng)2～3倍，而線路損耗只有500kV線路的25%～35%。輸送同樣的功率，采用1000kV線路輸電與采用500kV的線路相比，可以節(jié)約50%～60%的土地資源。
早在1997年，中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)就組織壓設(shè)備制造和運(yùn)行方面的專家座談?dòng)懻撝袊?guó)未來電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)。專家一致認(rèn)為，中國(guó)未來電網(wǎng)輸電電壓等級(jí)必須要上一個(gè)臺(tái)階。交流、直流輸電500kV電壓必須向更電壓等級(jí)發(fā)展，以適應(yīng)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)以后大火電、大水電、大核電及新能源風(fēng)電等電源發(fā)展需求。
這一意見得到時(shí)任國(guó)家科委新技術(shù)產(chǎn)業(yè)司司長(zhǎng)石定寰的支持，同意專門列出一個(gè)軟課題項(xiàng)目——特壓輸電技術(shù)研究，撥款20萬(wàn)元人民幣，專款專用。1998年初~1999年8月中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)先后組織三個(gè)特壓技術(shù)考察組，成員由有關(guān)科研院所、設(shè)備制造廠家及電網(wǎng)系統(tǒng)專家組成。考察組在國(guó)外考察時(shí)間均為20~25天，結(jié)合考察報(bào)告，組織武漢壓研究所、電力建設(shè)研究所、電力科學(xué)研究院、東北電力設(shè)計(jì)院等15個(gè)科研、生產(chǎn)、運(yùn)行單位專家開會(huì)，列出發(fā)展特壓的課題內(nèi)容。于1999年10月完成《發(fā)展特壓輸電技術(shù)的初期論證報(bào)告》，正式報(bào)給國(guó)家科技部等部門。從理論到實(shí)踐，提出了發(fā)展特壓的必要性和緊迫性，以及立足國(guó)內(nèi)供貨的可能性。
2003年2月19日，國(guó)務(wù)院第68次總理辦公會(huì)正式通過西北電網(wǎng)公伯峽水電站送出及750kV輸變電示范工程的可行性研究報(bào)告。同年3月7日國(guó)家批準(zhǔn)工程立項(xiàng);同年9月19日示范工程開工建設(shè)。
750kV輸變電示范工程從電壓等級(jí)論證、工程關(guān)鍵技術(shù)研究、工程立項(xiàng)施工建設(shè)、設(shè)備制造到2005年9月26日工程正式投產(chǎn)運(yùn)行歷時(shí)2年，整個(gè)工程凝聚了全國(guó)電力、機(jī)械、科研、規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、施工、監(jiān)理、咨詢、調(diào)試、運(yùn)行等方面人員的心血。2005年9月26日，時(shí)任國(guó)務(wù)院副總理的曾培炎在國(guó)家電網(wǎng)公司750kV輸變電示范工程投產(chǎn)儀式上，稱此項(xiàng)工程為“我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展史上新的里程碑”。750kV工程設(shè)備國(guó)產(chǎn)率達(dá)到90%以上。
750kV輸變電示范工程成功投運(yùn)，為發(fā)展特壓交流1000kV和±800kV直流輸電工程積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
“十二五”期間，國(guó)家電網(wǎng)公司投入6200億元人民幣建設(shè)特壓電網(wǎng)。到2020年，特壓的輸電功率將達(dá)到2.1億kW，而目前為7000萬(wàn)kW。到2020年前后，國(guó)家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)特壓骨干網(wǎng)架基本形成，跨區(qū)輸送容量將過2億kW，占全國(guó)總裝機(jī)容量的20%以上。屆時(shí)，從周邊國(guó)家向境外遠(yuǎn)距離、大容量跨國(guó)輸電將成為可能。
從特壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性剖析，到2020年，通過特壓輸電可以在沿海負(fù)荷中心減少煤電裝機(jī)容量約2000萬(wàn)kW，節(jié)約電源建設(shè)投資近千億元。
煤從空中走 電從遠(yuǎn)方來
特壓1000kV交流輸電及±800kV直流輸電成功投運(yùn)以來，性能良好，標(biāo)志著我國(guó)輸變電設(shè)備制造業(yè)跨入一個(gè)新的階段，對(duì)中國(guó)乃至電網(wǎng)建設(shè)、電網(wǎng)裝備技術(shù)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新都產(chǎn)生重大而深遠(yuǎn)的影響。
目前，我國(guó)特壓輸電和發(fā)展清潔能源已經(jīng)走在前列，自主建設(shè)投產(chǎn)了的“兩交四直”特壓輸電工程，創(chuàng)造了上電壓等級(jí)、輸送功率大、額定電流大、輸送距離遠(yuǎn)的奇跡。
此外，獲得國(guó)家能源局“批條”正在建設(shè)和待建的還有七條±800kV特壓直流輸電工程。未來，國(guó)家還要把新疆的電輸送到華東地區(qū)，輸電距離將過3000公里。預(yù)計(jì)“十三五”至“十四五”期間，“疆電外送”±1100kV直流輸電便可實(shí)現(xiàn)，新疆將成為能源后備基地，新疆的資源優(yōu)勢(shì)也將變成經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
據(jù)專家測(cè)算，哈鄭線直接拉動(dòng)了新疆投資1000億元，拉動(dòng)河南GDP增長(zhǎng)2500億元。而且這條輸電線路架起來之后，負(fù)荷中心的煤電項(xiàng)目就會(huì)減少，可減少城市的大氣污染，加大治理力度，從而提電廠煤電的脫硫脫硝比重。
生態(tài)發(fā)展的需要也是中國(guó)適合發(fā)展特壓輸電的一個(gè)重要原因，近年來持續(xù)的霧霾天氣讓人們“談霾色變”，中東部重酸雨城市的不斷增加，也將環(huán)境改善推上了風(fēng)口浪尖。實(shí)際上生態(tài)環(huán)境保護(hù)與能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式密切相關(guān)，因此加快轉(zhuǎn)換能源和電力發(fā)展方式，加快實(shí)施電能替代，實(shí)現(xiàn)“煤從空中走，電送大中華”，不僅急需而且緊迫。
從“中國(guó)創(chuàng)造”到“中國(guó)引領(lǐng)”
特壓工程是“電力工業(yè)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑”，特壓輸電技術(shù)大幅提升了我國(guó)在國(guó)際電工領(lǐng)域的影響力和話語(yǔ)權(quán)，實(shí)現(xiàn)了“中國(guó)創(chuàng)造”和“中國(guó)引領(lǐng)”。從“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”是質(zhì)的提升，從“中國(guó)創(chuàng)造”到“中國(guó)引領(lǐng)”則是革命性的飛躍。迄今為止，公認(rèn)的中國(guó)在整個(gè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域全方位成為“領(lǐng)跑者”的，唯有特壓輸電技術(shù)。
發(fā)展特壓和智能電網(wǎng)給電工裝備制造業(yè)發(fā)展提供了極大機(jī)遇和挑戰(zhàn)，大范圍的特壓電網(wǎng)建設(shè)對(duì)中國(guó)電力裝備優(yōu)化升級(jí)作用非常明顯。
已投運(yùn)的±800kV特壓直流輸電工程中，制造業(yè)提供的特壓輸變電設(shè)備，除少量端換流變壓器和直流場(chǎng)設(shè)備外，其余主設(shè)備——GIS壓開關(guān)、大容量主變壓器、可控并聯(lián)及干式平波電抗器、電力電容器、避雷器、互感器、絕緣子等30多種成套集成產(chǎn)品，以及直流輸電的換流閥和大功率晶閘管組件等關(guān)鍵設(shè)備基本上可以立足于國(guó)內(nèi)供貨，還有電氣設(shè)備的關(guān)鍵零部件，過去長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，現(xiàn)在也取得自主化的突破。為了保證設(shè)備的正常運(yùn)行，制造廠家在主設(shè)備上都能提供具有診斷、監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、通信的功能。
在特壓領(lǐng)域，有一些技術(shù)頗具先進(jìn)水平。從系統(tǒng)設(shè)計(jì)到主設(shè)備制造、調(diào)試、運(yùn)行等實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化;國(guó)內(nèi)自主研發(fā)制造的特壓直流輸電換流閥核心設(shè)備用關(guān)鍵器件——大功率5英寸、6英寸電控及光控晶閘管，技術(shù)水平居前列。未來，還將進(jìn)一步建立健全關(guān)鍵技術(shù)和共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，完善和提檢測(cè)、認(rèn)證試驗(yàn)技術(shù)的支撐能力，進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)特壓輸變電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，提升“中國(guó)品牌”的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
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