中国特高压线路穿越长江施工现场
它就像中国能源体系中的 '大动脉' , 把各类能源转化而成的电能汇聚, 整合起来, 跨过高山峡谷, 迈过湖泊河流, 越过沙漠戈壁, 源源不断地把电力输送给工厂, 矿山, 城市, 乡村……它就是中国电网.
改革开放40年来, 中国电网作为连接电厂与用户, 优化配置能源资源的基础平台, 按照国家能源战略部署, 致力于为人民生活和工农业生产提供更安全, 更经济, 更清洁, 更可靠的电力供应, 有效支撑了经济社会发展, 并在规模, 能力, 创新技术等方面不断创造新纪录, 提升国际影响力. 同时, 以特高压技术为代表的中国电网技术和输电标准正在大踏步走向世界, 为促进互联互通和国际电力事业发展作出了卓越贡献.
从区域性电网迈向全国网
电网又称电力网, 是电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的整体, 它包含变电, 输电, 配电3个单元. 电力网的任务是输送与分配电能, 改变电压.
与改革开放以来中国经济社会快速发展相适应, 中国电网实现了跨越式大发展, 在电网规模不断壮大的同时, 其联网范围也逐步扩大.
根据国家能源局发布的《2017年全国电力可靠性年度报告》, 全国当年220千伏及以上输电线路总长度约68.8万千米, 而改革开放起步之年, 这类线路长度仅2.3万千米, 40年间大幅增长了约29倍. 从变电容量指标来看, 1978年仅为2528万千伏安, 到2017年则大幅跃升至37.3亿千伏安, 增长了超过146倍. 从输电量指标来看, 电网建设保证了新增17亿千瓦电源实现并网, 满足了新增6万亿千瓦时的电量需求.
从分散, 孤立的各种区域型电网逐步实现整合, 达到互联互通, 并为最终迈向全国一张电网奠定基础是改革开放以来电力事业发展的一个重大成就.
国家能源局原局长张国宝曾撰文讲述了其发展建设历程. 张国宝指出, 由于诸多原因, 中国电网长期以来形成了孤立分散, 多头管理的局面, 到1999年, 200万千瓦以上装机的电网系统就有11个之多.
针对此局面, 有关部门按照分步走方式, 拉开了构建全国互联互通互供的统一大电网的大幕, 陆续完成了东北电网与华北电网, 华中电网与西北电网等的互联互通, 乃至完成了海南岛与大陆的联网, 内地向港澳的供电.
张国宝特别提到大陆与台湾的电网互联互通. 他认为单纯从技术层面看并不复杂, 从福建平潭到台湾新竹海上距离仅140公里左右, 比海南岛的海底电缆长不了太多, 完全可以实现联网.
特高压输电技术突飞猛进
1972年6月6日, 龙羊峡——天水——关中的330千伏交流输电线路建成投产, 这是改革开放初期中国在高压输电领域的最高建设水平. 对之后中国输电线路电压升级提升情况, 张国宝介绍说, 1981年通过全套引进的设备和技术, 中国建成了第一条500千伏交流输电线路, 即河南平顶山到湖北武昌线路. 3年后, 在对国外技术引进消化吸收的基础上, 中国建成了第一条自行设计, 建造的元锦辽海500千伏交流输电线路, 即从元宝山电厂经锦州, 辽阳到达海城的线路. 1989年, 中国第一条±500千伏直流输电线路——葛洲坝至上海的葛沪直流建成投入使用. 之后输电等级稳步提升. 2005年, 达到750千伏;2009年建成投运第一条1000千伏特高压输电线路. 中国电网大踏步迈进特高压时代.
2010年是中国特高压技术和建设的丰收年. 6月18日, 国家 '十一五' 重点建设项目及直流特高压输电自主化示范工程云南——广东±800千伏特高压直流输电工程, 双极投产, 这是世界第一条高海拔, 长距离, 大容量的输电线路, 标志着我国电力技术, 装备制造达到国际先进水平. 此后约20天, 向家坝——上海±800千伏特高压直流输电示范工程投入运行, 这是中国自主研发, 自主设计和自主建设的, 世界上电压等级最高, 输送容量最大, 送电距离最远, 技术水平最先进的直流输电工程, 是中国能源领域取得的世界级创新成果, 代表了当今世界高压直流输电技术的最高水平. 特高压直流输电示范工程在世界范围内率先实现了直流输电电压和电流的双提升, 输电容量和送电距离的双突破.
此后, 全国特高压线路建设步伐加快. 目前, 已经建成 '八交十三直' 21项特高压工程, 线路长度达3.8万千米, 输电能力超1.4亿千瓦. 目前, 线路长度3324千米±1100千伏新疆准东——安徽皖南特高压直流输电线路正在建设中, 建成投产后, 该线路将创下多项特高压世界纪录.
中国电力科技工作者以踏实进取的创新精神, 不断实现中国特高压技术的新突破, 赢得一个又一个荣誉, 特别是 '特高压交流输电关键技术, 成套设备及工程应用' '特高压±800千伏直流输电工程' 两大创新成果, 分别摘得2012年和2017年的国家科技进步特等奖. 电网企业在特高压, 智能电网, 柔性直流输电, 大电网安全控制, 新能源并网等领域取得了突出成果, 获得一大批专利和科技奖项.
电网安全创多项世界纪录
电网规模持续扩大, 输电电压持续升高, 这使得电力跨地区调配和传输更加合理, 效率更高, 但同时可能增加电网运行的风险, 局部问题引发全局性瘫痪的可能性增加. 在这方面国际上已经有很多教训. 比如, 2006年11月4日, 发生了波及德, 法, 意, 西, 荷等国, 直接影响人数达1000万的大停电. 再比如, 2003年8月, 发生了波及美国东北部和加拿大东南部, 影响人口5000万的大停电.
多年来, 中国电网本着积极进取的精神, 坚持在技术进步, 建设发展中寻求安全, 致力于打造确保安全稳定运行的 '坚强智能电网' . 具体来说, 就是以通信信息平台为支撑, 以智能控制为手段, 包含电力系统的发电, 输电, 变电, 配电, 用电和调度各环节, 覆盖所有电压等级, 实现 '电力流, 信息流, 业务流' 的高度一体化融合, 是坚强可靠, 经济高效, 清洁环保, 透明开放, 友好互动的现代电网. 充分利用现代传感技术, 通过温度在线监测装置, 断路器在线监测装置, 避雷器在线监测, 容性设备在线监测等对全网运行状况进行实时监控, 然后把获得的数据通过网络系统进行收集, 整合, 最后通过对数据的分析, 挖掘, 达到对整个电力系统的优化管理和安全管理.
多年的运行实践证明, 中国电网经受了各种风险考验, 保持了全国电力安全形势总体稳定, 事故程度, 事故次数长期得到有效控制. 即使遭受汶川特大地震的严重破坏, 当地电网经过5天5夜抢修, 也恢复了灾区相当一部分电力供应, 为抢险救灾和灾后恢复重建提供了电力支持. 中国电网已经成为世界上安全运行水平最高, 安全运行纪录最长的特大型电网.
参与国际标准带动 '走出去'
2017年12月21日, 历时44个月奋战, 中国国家电网公司参与投资建设的巴西美丽山±800千伏特高压直流输电一期工程正式投入运营, 这是中国特高压 '走出去' 正式投入商业运行的首个项目, 是中国特高压技术服务世界的一座里程碑.
在此前约3个月, 国家电网独立参与并成功中标的巴西美丽山±800千伏特高压直流输电二期工程拿到开工许可证, 这将是国家电网首个在海外独立投资, 建设和运维的特高压输电项目. 值得注意的是这两期项目不仅带动中国国内近80亿元人民币的国产高端电力装备和总承包服务出口海外, 而且向世界贡献了电网输电的中国标准.
多年来, 中国电网企业大力加强标准化工作, 实施标准化战略. 截至目前, 中方提交并立项的国际标准化组织, 国际电工委员会标准大约600项. 2008年以来, 国际电工委员会新成立的5个新技术委员会全部由中方企业发起成立. 中国的电动汽车充换电标准体系与美国, 德国, 日本并列为世界四大标准体系, 主导制定的特高压, 新能源并网等国际标准成为全球相关工程建设的重要规范. 上述努力助力中国技术, 装备, 管理, 品牌 '走出去' , 更好地服务于 '一带一路' 建设.
国家电网公司是中国电网企业走出的排头兵, 该公司先后投资运营菲律宾, 巴西, 葡萄牙, 澳大利亚, 意大利, 希腊及香港等7个国家和地区的骨干能源网, 境外工程承包合同额累计达400亿美元, 带动电工装备出口80多个国家和地区. 此外, 国家电网与哈萨克斯坦, 俄罗斯等国开展了互联互通特高压直流项目可行性研究, 深化国际产能合作, 带动中国高端电力装备产业持续发展.