行業(yè) | 為什么特高壓直流輸電工程獲國家科學技術(shù)進步特等獎?
1月8日,在國家科學技術(shù)獎勵大會上,“特高壓±800千伏直流輸電工程”榮獲國家科學技術(shù)進步特等獎。
發(fā)展特高壓,是21世紀以來我國電力工業(yè)最艱難、最成功的創(chuàng)新實踐之一。立足自主創(chuàng)新,堅持不懈,攻堅克難,全面掌握了特高壓交直流輸電核心技術(shù)和全套設備制造能力,占領(lǐng)了世界電網(wǎng)技術(shù)的制高點,在推動能源轉(zhuǎn)型、促進綠色發(fā)展、應對氣候變化中發(fā)揮越來越重要的作用。這對于落實能源生產(chǎn)與消費革命、加快我國能源轉(zhuǎn)型升級和服務“一帶一路”建設具有特別重大的意義。
責任引領(lǐng),打造能源“綠色通道”
“西電東送”是我國能源發(fā)展的重要戰(zhàn)略!
我國雖幅員遼闊,能源資源總量比較豐富,但我國能源資源與負荷需求呈逆向分布格局,西部大型清潔能源基地與東部負荷中心相距1000~3000公里。加之因經(jīng)濟、技術(shù)、地理等因素的影響,我國能源資源與電力負荷分布極不平衡,80%以上的能源資源分布在西部、北部,70%以上的電力消費集中在東部、中部。
本世紀初,隨著金沙江下游向家壩、溪洛渡等巨型水電站的開發(fā),“西電東送”的輸電距離由1000公里延至2000公里及以上。距離的變化,意味著“西電東送”的“送”字,難寫了很多——此前所采用的±500千伏直流輸電技術(shù),占地大,損耗高,不經(jīng)濟等弊端凸顯。發(fā)展大容量、高效率、更遠距離的輸電技術(shù),成為實施國家能源戰(zhàn)略的迫切需求和科技創(chuàng)新的重要方向。
在此背景下,我國提出發(fā)展特高壓輸電技術(shù),為遠距離輸電鋪路。
舒印彪表示,特高壓±800千伏直流輸電技術(shù),作為世界首創(chuàng),并無經(jīng)驗可鑒,有的只是一道道曾難住各個大國的世界級難題——電壓和電流的提升使得外絕緣設計、電磁環(huán)境控制以及裝備研制等方面均面臨新的更大的挑戰(zhàn),需攻克外絕緣、過電壓和絕緣配合、電磁環(huán)境、裝備研制、系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制等難題。
發(fā)展特高壓±800千伏直流輸電技術(shù)得到了國家科技支撐計劃、國家“973”計劃、國家自然科學基金的大力支持,在國家科技部等有關(guān)部委和兩院院士的指導下,項目聯(lián)合科研、高校、設備制造等160多家單位協(xié)同攻關(guān)。2006年11月4日至5日,國網(wǎng)組織召開了向家壩—上海±800千伏特高壓直流換流站預初步設計審查會。這次會議標志著向家壩—上海特高壓直流工程進入了一個新的階段,我國的特高壓發(fā)展也進入了新階段。2010年7月8日,向家壩—上海±800千伏特高壓直流輸電示范工程投運。
至此,我國在特高壓領(lǐng)域敲開了一扇世人長久徘徊卻推不開的大門,特高壓領(lǐng)域翻開了新的一頁。這一頁由中國書寫而成。
特高壓的出現(xiàn),使清潔能源大規(guī)模輸送更為便捷,從根本上提高了規(guī)模化開發(fā)利用大型水電、核電、可再生能源(風能、太陽能等)發(fā)電等清潔能源,直接優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu),推動能源低碳化進程,切實加強環(huán)境保護和減少污染排放,有效促進東西部地區(qū)共同發(fā)展。建設特高壓直流工程已成為開發(fā)西部、西南部、北部大型能源基地的必要條件。
“惟其最艱難,它的意義才最大。”這項我國在世界上首次提出并實現(xiàn)的發(fā)展技術(shù),現(xiàn)已成為世界范圍的電網(wǎng)技術(shù)制高點。我國已經(jīng)全面掌握特高壓直流輸電核心技術(shù)和整套設備的制造能力,并在大電網(wǎng)控制保護、智能電網(wǎng)、清潔能源接入電網(wǎng)等領(lǐng)域取得一批世界級創(chuàng)新成果。項目獲授權(quán)發(fā)明專利114項,形成國家標準54項,行業(yè)標準38項,出版著作32部,建立了世界首個特高壓直流標準體系。
創(chuàng)新引領(lǐng),推動低碳清潔發(fā)展
創(chuàng)新是引領(lǐng)發(fā)展的第一動力,是一個民族進步的靈魂。回首過往13年,今日特高壓的斐然成績,是多年來不觀望、不等待、不畏難,“科學論證、示范先行、自主創(chuàng)新、扎實推進”不斷創(chuàng)新的結(jié)果。
項目攻克了特高電壓、特大電流下的絕緣特性、電磁環(huán)境、設備研制、試驗技術(shù)等世界級難題的同時,創(chuàng)新碩果累累,特高壓±800千伏直流輸電工程共有六大創(chuàng)新點及突破。
正是基于這些新突破,特高壓±800千伏直流輸電技術(shù)在技術(shù)指標、設備參數(shù)、可靠性等方面與±500千伏相比具有全面優(yōu)勢——特高壓直流工程的輸送容量是±500千伏直流工程的2~3倍,經(jīng)濟輸送距離提高到2~2.5倍,單位走廊輸送容量提高40%,單位輸送距離損耗降低45%,單位容量造價降低28%,強迫能量不可用率降低80%……
在新技術(shù)的支撐之下,從國內(nèi)應用本技術(shù)已建成的特高壓直流輸電工程中,我們看到了更多的社會效益——
項目打通了西電東送的通道,以清潔能源為主的西部電力,得以源源不斷涌入中東部地區(qū),項目成為了“綠色通道”。
1億千瓦時電等于5萬噸煤炭,特高壓±800千伏直流輸電技術(shù)每天最多輸送2.4億千瓦時電,即12萬噸煤炭。這相當于,載重為5噸的卡車,滿載2.4萬輛,或載重100噸的卡車,滿載1200輛。
據(jù)了解,國內(nèi)已建成的12回特高壓直流輸電工程,輸送電量中清潔能源占比超過80%,相當于每年減少東中部地區(qū)煤炭消耗1.7億噸,減少二氧化碳排放4.5億噸——特高壓直流工程成為了“大氣污染防治行動計劃”的主要輸電通道。同時,項目的成功,使西南水電、西北風能太陽能資源的集約開發(fā)和大范圍消納成為可能,為加速能源革命、實現(xiàn)能源綠色低碳發(fā)展、應對全球氣候變化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。目前,工程已支撐西南水電開發(fā)超過6000萬千瓦,西部、北部風能太陽能超過3000萬千瓦。
標準引領(lǐng),助力“一帶一路”建設
當今世界正在經(jīng)歷一輪新的變革,全球經(jīng)濟需要尋找新的發(fā)展引擎。推動能源革命,實現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型,是全球經(jīng)濟、社會、環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的必由之路。中國的特高壓,正為世界提供著可借鑒的經(jīng)驗、技術(shù)。
就在2017年12月21日,由國家電網(wǎng)公司與巴西國家電力公司聯(lián)合投資建設的巴西美麗山±800千伏特高壓直流輸電一期工程,在受端巴西伊斯特雷都換流站舉行投運儀式。這條貫穿巴西南北的“電力高速公路”,縱穿四州,將美麗山水電站的清潔能源輸送到東南部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),以清潔能源均衡當?shù)仉娏┬琛?/p>
我國成功中標巴西美麗山水電送出±800千伏直流一、二期項目,實現(xiàn)了中國特高壓輸電技術(shù)、標準、裝備、工程總承包和運行管理全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈輸出。已投運的一期工程,標志著中國特高壓“走出去”的首個項目正式投入商業(yè)運行。是自“一帶一路”國際合作高峰論壇以來,我國在國外取得成功的、最有影響力的工程之一,充分彰顯了“中國質(zhì)量”和“中國速度”。
日益成熟的高新技術(shù)正在成為一張新的中國名片,其中,經(jīng)過十余年的不懈努力,中國全面掌握了特高壓核心技術(shù),成為世界首個成功掌握并實際應用特高壓技術(shù)的國家。憑借“領(lǐng)跑者”的硬實力,中國已在全球產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)著最高端位置,為全球能源互聯(lián)提供著中國方案。
特高壓早已成為“中國創(chuàng)造”和“中國引領(lǐng)”的金色名片。
依托特高壓的先進技術(shù),我國電工裝備制造的自主創(chuàng)新能力和國際競爭力得到了顯著提升。行業(yè)骨干企業(yè)掌握了核心技術(shù),國產(chǎn)設備的競爭優(yōu)勢顯著增強,中國電工裝備制造業(yè)跨入國際第一陣營。800萬千瓦級特高壓直流工程設備已具備全部國產(chǎn)化的能力。
當前,我國對外開放進入新階段,推進國際產(chǎn)能和裝備制造合作,成為推動新一輪高水平對外開放、增強國際競爭優(yōu)勢的重要內(nèi)容。隨著特高壓技術(shù)的“領(lǐng)跑”,國內(nèi)制造企業(yè)已全面主導國內(nèi)市場并進軍國際市場,研發(fā)的大功率器件和先進控制技術(shù)延伸應用到軍工和工業(yè)自動化領(lǐng)域,電工裝備成為中國制造的金色名片。近年來帶動超、特高壓設備累計出口超過350億美元。
圍繞“一帶一路”建設,依托特高壓直流技術(shù),國網(wǎng)正在積極推進與俄羅斯、哈薩克斯坦、巴基斯坦等周邊國家能源電力設施互聯(lián)互通合作項目。這對于落實能源生產(chǎn)與消費革命、加快我國能源轉(zhuǎn)型升級和促進“一帶一路”建設具有特別重大的意義。
惟創(chuàng)新者強,惟領(lǐng)跑者強。基于特高壓直流工程,國網(wǎng)主導編制并發(fā)布相關(guān)國際標準6項,建立了世界上首個特高壓直流全套技術(shù)標準體系;受中國特高壓直流輸電技術(shù)蓬勃發(fā)展影響,IEC專門成立直流輸電技術(shù)委員會,這是首個由我國自主提出并獲得批準的IEC技術(shù)委員會,其秘書處設在了中國,其中6個工作組的召集人由國家電網(wǎng)公司專家擔任;在國際大電網(wǎng)組織(GIGRE)成立直流輸電仿真建模工作組,極大提升了我國在國際電工標準領(lǐng)域的話語權(quán)和影響力。
(來源:國家電網(wǎng)報)
責任編輯:售電衡衡
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