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特高壓的中國印記
來源：文匯報 | 0評論 | 6185查看 | 2014-01-13 14:38:00    
　　特高壓輸電被譽為“電力高速公路”。在全球筑“路”的競逐中，中國已領先半個身位。2009年1月，中國自主研發、設計和建設的1000千伏晉東南-南陽-荊門特高壓交流試驗示范工程建成并投入商用。這成為迄今為止全球電壓等級最高、輸送能力最大、技術水平最先進的特高壓交流輸變電工程。此后數年間，中國在特高壓電網領域屢有獎項斬獲，自主知識產權的技術也創下先例。

　　縱覽世界電網百年發展史，雖然直流交流之辯存在多時，但電壓等級由低至高、聯網規模由小到大這一資源配置趨勢卻從未改變。當能源短缺、氣候變化的陰影逐漸成為世界性的難題，發展以特高壓交直流電網為骨干網架的堅強智能電網，連通電力高速公路，已是多個大國的選擇。其中，中國的印記正在顯現。

　　前傳：交、直流之辯

　　雖然中國成功實施特高壓輸電贏得了全世界的積極評價，但特高壓輸電技術的發展，始終與爭議相伴。一開始，焦點集中于特高壓輸電的安全性、性價比以及相關電工裝備的國產化能力。此后，爭論又集中在特高壓交流、直流的優劣之辯。

　　早在19世紀末，科學界就曾上演過“交、直流之爭”。發明家愛迪生、物理學家開爾文極力主張直流輸電，威斯汀豪斯和費朗蒂則主張交流輸電。最終，交流輸電以組網和便捷的升壓優勢，成為電力系統發展的起點。

　　一百多年過去，交流電雖然占據著電網發電的主流，但直流電的相對優勢仍舊存在。中國工程院院士李國杰受訪時表示，大功率電力電子技術的發展與成熟，使得直流輸電受到青睞，遠距離大功率輸送促使直流輸電進一步發展。同樣電壓等級的直流電能還具有輸送功率更大、損耗更小的優勢。

　　中國科學院院士、中國電科院研究員周孝信指出，直流輸電和交流輸電只能互補，不能互相取代。他打了兩個比方，直流輸電只具有輸電功能、不能形成網絡，類似于“直達航班”，中間不能落點，定位于超遠距離、超大容量“點對點”輸電。

　　直流輸電可以減少或避免大量過網潮流，潮流方向和大小均能方便地進行控制，而高壓直流輸電必須依附于堅強的交流電網才能發揮作用。

　　與直流輸電相比，交流輸電則具有輸電和構建網絡雙重功能，類似于“公路交通網”，可以根據電源分布、負荷布點、輸送電力、電力交換等實際需要構成電網。中間可以落點，電力的接入、傳輸和消納十分靈活，定位于構建堅強的各級輸電網絡和經濟距離下的大容量、遠距離輸電，廣泛應用于電源的送出，為直流輸電提供重要支撐。

　　為此，直流輸電與交流輸電，從如何抉擇，走向了如何共存。中國工程院院士、國網電科院研究院薛禹勝表示，電網的發展不可能單純依靠直流輸電，也不可能單純依靠交流輸電，需要構建交流、直流相互支撐的堅強電網。無論從技術、安全還是經濟的角度，構建交直流混合電網，才能充分發揮各自的功能和優勢，這已是電網發展的基本共識。

　　目前，全球大量國家都采用了大范圍交直流混合電網技術。隨著電壓等級從10千伏、110千伏到500千伏、1000千伏，電網規模不斷擴大，交直流輸電技術在工程上也逐步實現高度融合。

　　特高壓緣何適用于中國

　　人類發現并運用電力以來，需求始終以幾何級數增長。相應地，電網也經歷著電壓等級由低到高、聯網規模由小到大、資源配置能力由弱到強的發展過程。1891年，世界上第一條高壓輸電線路誕生時，電壓為13.8千伏。44年之后，美國建成人類社會第一條275千伏的超高壓線路。此后，當時的蘇聯和美國相繼刷新紀錄，直到2009年，中國自主知識產權的1000千伏特高壓交流工程投運，宣告世界電網進入特高壓時代。

　　具備顯著優勢的特高壓電網技術，為何在中國率先落地？這與中國的能源布局及需求緊密相關。

　　國家電網公司董事長、黨組書記劉振亞在不久前出版的《特高壓交直流電網》一書中指出，從中國的能源布局來看，76%的煤炭資源在北部和西北部，80%的水能資源在西南部，90%的陸地風能主要集中在西北、東北和華北北部，太陽能日照超過3000小時地區主要在西藏、青海、寧夏、新疆等西部省區；與此同時，70%以上的能源需求集中在東中部，大型能源基地與東中部地區負荷中心之間的輸電距離為1000-3000公里，迫切要求電力實現經濟高效的大規模送出和大范圍消納。

　　“隨著煤炭開發的重點逐步西移和北移，西部水電大規模集約化開發利用，電力發展方式正在加快轉變，由就地平衡發展模式轉變為大電網聯網供電模式。”劉振亞表示，“東部地區由于環境壓力大、運輸成本高、土地資源緊張，已不適宜再大規模建設燃煤電廠，客觀上決定了中國能源和電力發展必須走遠距離、大規模輸電和全國范圍優化資源配置的道路。”

　　而建設特高壓電網，就是為了滿足大規模、遠距離、高效率電力輸送，保障能源供應的需要。

　　“根據我國能源分布與消耗的區域特點，未來能源的流向是北部煤電、西南水電向華北、華中、華東等地區輸送。特高壓電網的建設有利于能源資源的優化配置，也有利于西部地區將資源優勢轉化為經濟優勢。”東南大學電氣工程學院院長黃學良說。

　　在中國西電集團公司副總工程師宓傳龍看來，隨著國民經濟的高速發展和能源電力需求的迅猛增長，特高壓交直流電網的發展已由基礎技術研究、設備研制、工程示范步入建設實施階段，特高壓電網承擔起將西北、東北、蒙西、川西、西藏及境外電力輸送至我國東中部地區負荷中心的重要職能，為能源安全提供支撐。

　　從需求到現實，中國在特高壓交直流電網領域快馬加鞭。目前，中國已建成“兩高兩直”特高壓工程，并始終保持安全穩定運行，用事實證明了特高壓輸電的可行性和成熟度。基于特高壓技術的跨國、跨洲能源輸送和電網互聯建設，全球范圍內解決能源問題，可能也需要借力特高壓電網。據悉，印度、巴西、南非、俄羅斯等國都已在積極發展特高壓電網。

　　特高壓改變了什么

　　相對于此前的電網，特高壓電網有哪些改變？

　　首先是“有電自遠方來”。2013年，罕見的持續高溫在全國范圍內造成了用電高峰。入夏后全國日發電量累計10余次創下新高，其中8月6日全國發電量達174.19億千瓦時，較2012年夏季最大值增長14.65%。國家電網經營區域華北、華東、華中、西北4個區域電網及21個省級電網用電負荷均創歷史新高。

　　面對如(ru)此挑戰(zhan)，雖(sui)然局(ju)部地區(qu)出現了(le)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)缺口，但電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)供(gong)需(xu)仍保(bao)(bao)持了(le)總體(ti)平(ping)衡，背后的(de)工(gong)程(cheng)之一(yi)，就是特(te)高(gao)壓電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)。在發電(dian)(dian)(dian)量(liang)充足的(de)背景下，跨區(qu)跨省電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)輸送能力(li)(li)大(da)(da)幅(fu)提升，保(bao)(bao)障了(le)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)供(gong)需(xu)的(de)總體(ti)平(ping)衡。晉東南-南陽(yang)-荊門1000千伏特(te)高(gao)壓交流過程(cheng)及其(qi)擴(kuo)建工(gong)程(cheng)，四川(chuan)向家壩-上(shang)(shang)海(hai)(hai)±800千伏特(te)高(gao)壓直流工(gong)程(cheng)，四川(chuan)錦屏-蘇南±800千伏特(te)高(gao)壓直流工(gong)程(cheng)都承擔(dan)了(le)重任。國網(wang)(wang)上(shang)(shang)海(hai)(hai)市(shi)電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)公司相關(guan)負(fu)責(ze)人表示，向家壩-上(shang)(shang)海(hai)(hai)工(gong)程(cheng)是至為關(guan)鍵的(de)上(shang)(shang)海(hai)(hai)市(shi)外來電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)源，它的(de)滿送對上(shang)(shang)海(hai)(hai)電(dian)(dian)(dian)網(wang)(wang)迎峰度(du)夏意義重大(da)(da)。工(gong)程(cheng)穩定供(gong)電(dian)(dian)(dian)上(shang)(shang)海(hai)(hai)300萬(wan)千瓦時，占上(shang)(shang)海(hai)(hai)最高(gao)負(fu)荷的(de)10%

　　2013年上半年，國家電力市場交易量2489.07億千瓦時，其中特高壓交易電量236.15千瓦時，同比增長127.42%。相應地，電網規模也翻了一番，逐步實現了從薄弱到堅強，從傳統到智能的轉變。正是有了特高壓電網這條“電力高速公路”，跨區跨省的電力輸送得以保障，電力“送得出、落得下、用得上”，有電自遠方來，一改過去需要區域性拉閘限電的窘迫。

　　問題是，遠方的電如何進入電網？這也與特高壓電網的功能有關。

　　中國工程院院士、中國電科院院長郭劍波如此解讀特高壓電網：隨著特高壓交直流輸電技術的全面推廣應用，電網不僅是傳統意義上的電能輸送載體，還是功能強大的能源轉換、高效配置和互動服務平臺。通過這個平臺，煤炭、水能、風能、太陽能、核能、生物質能、潮汐能等一次能源能夠轉換為電能，實現多能互補、協調開發、合理利用；能夠連接大型能源基地和負荷中心，實現電力遠距離、大規模、高效率輸送，在更大范圍內優化能源配置；能夠與互聯網、物聯網、智能移動終端等相互融合，滿足客戶多樣化需求，實現安全、高效、清潔的能源發展目標。

　　特高壓的中國實踐

　　按照國家能源規劃，加快推進國家綜合能源
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