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特高压推动装备制造业跨越式发展

发布时间:2019-12-04 09:58:20

根据国家能源局初步规划,未来几年我国将有一大批特高压输电工程项目陆续上马建设,并分别在“十二五”末期及“十三五”期间大部分投入运行,将在提升电网网架结构性能、优化电力资源配置中发挥越来越重要的作用。

发展特高压意义重大

资料显示,我国有将近14亿人口,大多数集中在经济较发达、人口众多的中东部地区,必然要消耗更多的一次能源和二次能源,需要更多的电力。而能源资源丰富的内陆地区与电能需求旺盛的沿海地区之间的距离遥远,大型能源基地与东中部地区负荷中心之间的输电距离一般都在800公里~3000公里。

从资源禀赋来看,我国能源资源与经济发展分布并不平衡。煤炭资源的三分之二以上集中在晋陕蒙“金三角”内,水能的80%集中在西南地区,可集中开发的风能和太阳能则分布在西北和东北地区,然而70%的用电负荷却聚集于中东部16省市。这样的能源布局提供了两种选择:一是在负荷中心区建设电站;二是在能源中心区建设电站远距离输送。

发展特高压电网的优势是:1000kV特高压交流输电线路输送功率约为500kV输电线路的4~5倍;±800kV特高压直流输电能力是±500kV输电线路的2倍。同时,特高压交流线路在输送相同功率的情况下,可将最远送电距离延长2~3倍,而线路损耗只有500kV线路的25%~35%。输送同样的功率,采用1000kV线路输电与采用500kV的线路相比,可以节约50%~60%的土地资源。

早在1997年,中国电工技术学会就组织高压设备制造和运行方面的专家座谈讨论中国未来电网发展趋势。专家一致认为,中国未来电网输电电压等级必须要上一个台阶。交流、直流输电500kV电压必须向更高电压等级发展,以适应全国联网以后大火电、大水电、大核电及新能源风电等电源发展需求。

这一意见得到时任国家科委高新技术产业司司长石定寰的支持,同意专门列出一个软课题项目——特高压输电技术研究,拨款20万元人民币,专款专用。1998年初~1999年8月中国电工技术学会先后组织三个特高压技术考察组,成员由有关科研院所、设备制造厂家及电网系统专家组成。考察组在国外考察时间均为20~25天,结合考察报告,组织武汉高压研究所、电力建设研究所、电力科学研究院、东北电力设计院等15个科研、生产、运行单位专家开会,列出发展特高压的课题内容。于1999年10月完成《发展特高压输电技术的初期论证报告》,正式报给国家科技部等部门。从理论到实践,提出了发展特高压的必要性和紧迫性,以及立足国内供货的可能性。

2003年2月19日,国务院第68次总理办公会正式通过西北电网公伯峡水电站送出及750kV输变电示范工程的可行性研究报告。同年3月7日国家批准工程立项;同年9月19日示范工程开工建设。

750kV输变电示范工程从电压等级论证、工程关键技术研究、工程立项施工建设、设备制造到2005年9月26日工程正式投产运行历时2年,整个工程凝聚了全国电力、机械、科研、规划、设计、制造、试验、施工、监理、咨询、调试、运行等方面人员的心血。2005年9月26日,时任国务院副总理的曾培炎在国家电网公司750kV输变电示范工程投产仪式上,称此项工程为“我国电力工业发展史上新的里程碑”。750kV工程设备国产率达到90%以上。

750kV输变电示范工程成功投运,为发展特高压交流1000kV和±800kV直流输电工程积累了宝贵经验。

“十二五”期间,国家电网公司投入6200亿元人民币建设特高压电网。到2020年,特高压的输电功率将达到2.1亿kW,而目前为7000万kW。到2020年前后,国家电网和南方电网特高压骨干网架基本形成,跨区输送容量将超过2亿kW,占全国总装机容量的20%以上。届时,从周边国家向境外远距离、大容量跨国输电将成为可能。

从特高压电网的经济性剖析,到2020年,通过特高压输电可以在沿海负荷中心减少煤电装机容量约2000万kW,节约电源建设投资近千亿元。

煤从空中走电从远方来

特高压1000kV交流输电及±800kV直流输电成功投运以来,性能良好,标志着我国输变电设备制造业跨入一个新的阶段,对中国乃至世界电网建设、电网装备技术发展、技术创新都产生重大而深远的影响。

目前,我国特高压输电和发展清洁能源已经走在世界前列,自主建设投产了世界领先的“两交四直”特高压输电工程,创造了世界上电压等级最高、输送功率最大、额定电流最大、输送距离最远的奇迹。

此外,获得国家能源局“批条”正在建设和待建的还有七条±800kV特高压直流输电工程。未来,国家还要把新疆的电输送到华东地区,输电距离将超过3000公里。预计“十三五”至“十四五”期间,“疆电外送”±1100kV直流输电便可实现,新疆将成为能源后备基地,新疆的资源优势也将变成经济优势。

据专家测算,哈郑线直接拉动了新疆投资1000亿元,拉动河南GDP增长2500亿元。而且这条输电线路架起来之后,负荷中心的煤电项目就会减少,可减少城市的大气污染,加大治理力度,从而提高电厂煤电的脱硫脱硝比重。

生态发展的需要也是中国适合发展特高压输电的一个重要原因,近年来持续的雾霾天气让人们“谈霾色变”,中东部重酸雨城市的不断增加,也将环境改善推上了风口浪尖。实际上生态环境保护与能源生产和消费方式密切相关,因此加快转换能源和电力发展方式,加快实施电能替代,实现“煤从空中走,电送大中华”,不仅急需而且紧迫。

从“中国创造”到“中国引领”

特高压工程是“电力工业发展史上的一个重要里程碑”,特高压输电技术大幅提升了我国在国际电工领域的影响力和话语权,实现了“中国创造”和“中国引领”。从“中国制造”到“中国创造”是质的提升,从“中国创造”到“中国引领”则是革命性的飞跃。迄今为止,世界公认的中国在整个产业领域全方位成为“领跑者”的,唯有特高压输电技术。

发展特高压和智能电网给电工装备制造业发展提供了极大机遇和挑战,大范围的特高压电网建设对中国电力装备优化升级作用非常明显。

已投运的±800kV特高压直流输电工程中,制造业提供的特高压输变电设备,除少量高端换流变压器和直流场设备外,其余主设备——GIS高压开关、大容量主变压器、可控并联及干式平波电抗器、电力电容器、避雷器、互感器、绝缘子等30多种成套集成产品,以及直流输电的换流阀和大功率晶闸管组件等关键设备基本上可以立足于国内供货,还有电气设备的关键零部件,过去长期依赖进口,现在也取得自主化的突破。为了保证设备的正常运行,制造厂家在主设备上都能提供具有诊断、监测、保护、控制、通信的功能。

在特高压领域,有一些技术颇具先进水平。从系统设计到主设备制造、调试、运行等实现了国产化;国内自主研发制造的特高压直流输电换流阀核心设备用关键器件——超大功率5英寸、6英寸电控及光控晶闸管,技术水平居世界前列。未来,还将进一步建立健全关键技术和共性技术研发平台,完善和提高检测、认证试验技术的支撑能力,进一步推进我国特高压输变电设备国产化,提升“中国品牌”的国际竞争力。

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