构筑坚强国家电网

本网记者赵栋
　　
２００７年１２月２１日，四川宜宾成为人们瞩目的焦点。四川－上海±８００千伏特高压直流输电示范工程开工仪式在此举行。继特高压交流试验示范工程全线开工建设后，国家电网公司在２００７年年末又一次书写特高压电网建设的“大手笔”，开工建设世界上电压等级最高、输送距离最远、容量最大的直流输电工程。
　　这一天，距国家电网公司挂牌成立五周年还有８天。
　　
破解能源困境的必然选择
　　
人们不会忘记，自２００３年开始的大面积“电荒”引发了全国性拉闸限电，成为我国经济发展的掣肘。能源发展模式不合理导致电力供需不平衡已成为共识，改变这种局面成为当务之急。
　　我国是电力生产、消耗大国，发电资源分布和地方经济发展又极不平衡。全国可开发水电资源近三分之二在西部的四川、云南、西藏；煤炭保有量的三分之二分布在山西、陕西、内蒙古三省（区）。然而，目前全国三分之二的用电负荷分布在东部沿海和京广铁路沿线以东的经济发达地区。而水电资源特别是西部水电资源开发不够，核电发展缓慢，长期以来形成了北方采煤、长距离运输到南方发电的格局。
　　中国工程院院士黄其励认为，建设特高压电网，实际上是对我国西南水电和１３个煤电基地的充分利用。“因为资源中心恰恰不是负荷中心，只有把电输出来，送到缺少能源的地区，才能实现平衡。”
　　基于对能源资源的合理配置，国家电网公司总经理刘振亚率先提出了“一特三大”电力发展战略构想。其基本思路为：在北方大力发展大型煤电基地，在西部加快开发金沙江等大型水电基地，采用１０００千伏交流或±８００千伏直流特高压输电方式，实现长距离、大规模西电东送和北电南送；在东部沿海等负荷中心大规模建设核电，以此加快我国能源资源优化配置和有效利用。
　　“电网薄弱是造成缺电的一个重要原因，要从根本上解决电网‘卡脖子’问题，我们国家应该开展特高压电网的建设，这是解决煤电油运紧张的一个关键。”刘振亚在三广直流工程验收过程中向国家发展改革委领导提出了建议。建议得到了国家发展改革委主任马凯、副主任张国宝的赞同。在随后召开的验收总结会议上，马凯强调，特高压是解决能源问题的一个很好的思路和办法，并提出“在电力规划中要研究和考虑”。
　　
打造“电力高速公路”
　　
特高压电网是指１０００千伏交流、±８００千伏直流及以上电压等级输电网络。将它与我国现有的主要以５００千伏交流和±５００千伏直流系统为主的输电网络相比较，前者如同高速公路，后者如同普通快速路，两者在流量、流速、经济性等方面均不可同日而语。
　　中国电机工程学会理事长陆延昌用几组数字说明了特高压电网的优势：一回１０００千伏高压交流输电线路输送功率接近５００万千瓦，约为５００千伏线路的４～５倍；±８００千伏直流特高压输电能力可达６４０万千瓦，是±５００千伏线路的两倍多。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３倍，而损耗只有５００千伏线路的２５％～４０％。输送同样的功率，采用１０００千伏线路输电与５００千伏的线路相比，可节省６０％的土地资源。
　　专家预测，２０２０年我国全社会用电量将比２０００年增加３．２５万亿千瓦时，其中三分之二以上集中在中东部地区，这些地区大多缺少一次能源。随着国家能源开发的西移和北移，以及东部老矿区资源逐步枯竭，能源产地与能源消费地区之间的能源输送距离越来越远、规模越来越大。
　根据欧姆定律，电力工业有两个途径提高输送能力：降低电阻和提高电压。而超导技术在电力系统的广泛应用仍需假以时日，对于当前严峻的能源形势来说已时不我待。因此，提高电压便是电力工业不断进步的重要标志。
　　国务院研究室工交司司长唐元博士认为，我国目前拟开发的煤电基地和水电基地与东部沿海负荷中心相距很远，一般在１０００千米以上，超出了高压和超高压的经济传输距离，而这正是特高压输电的经济距离。
　　２００６年８月９日，国家发展改革委在《关于晋东南至荆门特高压交流试验示范工程项目核准的批复》中，正式核准交流特高压工程建设。
　　同年８月１９日，１０００千伏晋东南至荆门特高压交流试验示范工程举行奠基仪式。特高压电网建设精彩起笔……

　　根据规划，２０１０年前后，纵贯南北的百万伏级输电通道将把华北和华中紧密联系起来。到２０２０年前后，国家电网特高压骨干网架基本形成，国家电网跨区输送能力将超过２亿千瓦，占全国总装机容量的２０％以上。届时，从周边国家向我国远距离、大容量跨国输电将成为可能。特高压电网建设的恢弘画面已经展开。
　　对于特高压电网建设后的作用，国网北京经济技术研究院的专家们经过深入分析后得出结论：到２０２０年，通过互为备用、水火互济所获取的联网效益，可以有效降低备用容量，从而减少装机容量约２０００万千瓦，节约电源建设投资约８２３亿元；由于地区煤价差异，北电南送的火电容量可以达到５５００万千瓦，同各区域电网单独运行相比，年燃煤成本约降低２４０亿元；此外，建设特高压电网，可以有效降低５００千伏电网的短路电流，减少５００千伏电网的改造成本。

　　特高压电网建设的优势在分析论证后显现出来，我国能源发展的构架亦清晰可见，即在发电资源丰富的地区建设大型煤电基地、水电基地，实现煤电就地转换和水电大规模开发，再通过建设坚强的国家电网特高压骨干网架，将清洁的电能从西部和北部大规模输送到中东部地区。既解决东部能源短缺问题，减轻运输和环保压力，又促进西部资源优势转化为经济优势。
　　
由技术跟跑到技术领跑
　　
有评论认为，特高压电网的建设，是自主创新的一次跨越。中国的电网技术和电工设备制造将不必在西方大国和跨国企业身后亦步亦趋。创新能力和创新水平将得到一次全面的提升，我国电网开始迈向世界科技巅峰。
　　高度评价并非没有根据，就在２００７年１２月２１日开工的四川－上海±８００千伏特高压直流输电示范工程上，便凝结着众多的“世界之最”。该工程建成后，将创造出１８项世界纪录。工程将是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，单位走廊输送能力最大，可靠性指标最高，千米输电损耗最低（单位输送容量），千米运行维护费用最低（单位输送容量）和千米造价最低（单位输送容量）的直流输电工程。
　　该工程换流站将创下单位换流容量占地最少、造价最低、损耗最低和运行维护费用最低４项世界纪录。此外，该示范工程还将使用世界上容量最大的换流器；首次使用６英寸电触发晶闸管；使用世界上电压等级最高，单台容量最大的换流变；使用世界上电压等级最高，通流容量最大的干式平波电抗器；首次采用三换流站共用接地极，投资最省；采用世界上通流能力最大的接地极。

　　引领世界直流输电技术发展的１８项世界纪录，无疑使国家电网公司的特高压直流输电技术站在了世界特高压直流输电技术的制高点，彰显着“安全可靠、自主创新、经济合理、环境友好、国际一流”的优质精品工程。
　　“在建设创新型国家中，电力工业完全可以通过特高压工程，努力克服一些困难，实现输电技术的创新。要实现这个目标，离不开特高压这个饱含自主创新意义的新命题。”中国工程院院士黄其励认为，特高压电网相当于程序的升级，但是，每升高一级，都会实现向下兼容。也就是说，在更高技术层次上有了进步，会解决低层次方面的问题。
　　早在２００５年６月国务院总理温家宝主持能源领导小组第一次会议时，在能源工作要点中，就明确提出了制定好特高压输变电试验示范线路建设和输变电设备国产化等方案。
　　２００５年１１月，中国工程院组成了来自能源与矿业、机械与运载、土木、水利与建筑及工程管理等领域的权威院士、专家的特高压咨询课题组，对特高压输电技术及试验示范工程建设进行了深入研究和反复论证。此后，他们提出自己的意见，建议作为国产化的依托工程，纳入国家中长期科技发展规划、高技术产业计划和重大装备自主创新计划。

　　一个月后，特高压输电技术被国务院正式列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（２００６～２０２０年）》，并将“研究开发大容量远距离直流输电技术和特高压交流输电技术与装备”作为能源重点领域的优先主题。
　　据国家电网公司副总经理舒印彪介绍，中国发展特高压输电技术论证全面深入，决策科学。特高压输电技术研究和论证工作共开展了１２５项研究课题，集中了电力、机械等相关行业以及社会各界的力量。据不完全统计，有２０００多人直接参与了特高压研究咨询工作，其中院士３０多人、教授及教授级高工３００多人、高级工程师及博士８００多人；仅中机联、电力顾问集团公司、国家电网公司就先后召开了２４０次以上的专题论证会议，与会专家和代表超过７０００人次。

　　面对我国特高压电网研究攻关在短期内取得的成果，有专家表示，研究、发展特高压电网对于中国电网技术而言，不亚于一次科技革命。在这次科技革命中，中国电力工业在世界电力发展中的角色已逐渐由追赶者变为领跑者。
　　随着我国特高压工程的深入推进，居于领先地位的电网建设将在世界电网建设上呈现“一览众山小”的局面。随后的特高压建设步伐将更显豪迈，就像在特高压输电技术国际研讨会上美国专家说的那样，“这是一个很大的舞台”。