特高压示范

      2008年10月7日，晋东南-河南南阳-湖北荆门的1000千伏特高压交流试验示范工程输电线路工程竣工预验收顺利结束，12月底，该项目将进入调试阶段并随后正式投产。而四川-上海±800千伏特高压直流示范工程也将于2009年投产。
　　为了建设这两条世界上罕见的特高压输电线路，国家电网公司投入了大量的人力物力，从而大大带动了中国电力设备自主创新的进程，打破了一直被国外设备主导的市场格局。这一点也正是政府部门批准特高压项目上马的关键考量。
　　%26quot;这两个项目已经成为中国和世界上高电压输电技术的主战场%26quot;，国家电网特高压建设部副主任刘泽洪告诉《中国投资》。
　　在北京昌平区占地390多亩的特高压直流试验基地上，矗立着银色的塔架高举着球形的试验装置。这座由中国电力科学院自主研发的户外试验场上，不久前刚刚进行了世界高压史上首次4845kV的操作冲击电压试验。
　　当试验电流从装置中通过时，3年来一直在这里工作的工程师不禁落泪。一位外国高压专家感慨道：%26quot;中国人实现了国际高压界想做而一直没有做到的事情%26quot;。
　　这座特高压直流试验基地正是为2009年即将投产的四川-上海±800千伏特高压直流示范工程进行试验而建立的，包括世界上最大的污秽和环境试验室以及电磁环境模拟试验室。
　　根据中国电力科学院公布的数据，特高压交流试验示范工程的综合国产化率超过75%，超出国家发改委规定的70%，而直流示范工程主设备除直流场和部分高端换流变外，全部由国内厂家供货。

　　特高压大电网

在我国，特高压是指交流1000千伏和直流±800千伏的电压等级。特高压能大大提升我国电网的输送能力。据国家电网公司提供的数据显示，一回路特高压直流电网可以送600万千瓦电量，相当于现有500千伏直流电网的5－6倍，而且送电距离也是后者的2－3倍，因此效率大大提高。此外，据国家电网公司测算，输送同样功率的电量，如果采用特高压线路输电可以比采用500千伏超高压线路节省60%的土地资源。
　　刘泽洪是特高压项目的坚定支持者：%26quot;中国与欧美不同，未来电网建设增量非常大，要求建设速度也快，如果不上特高压，会有很多工程建设，形成蜘蛛网一样的密集电网，从系统上讲不稳定，而且同样耗费大量投资。在长距离输电上，特高压正好可以解决上述问题%26quot;。
　　中国的能源结构主要以水电和火电为主，而水电多集中在西南地区，火电集中在西北地区，电源大多位于用电负荷远方，这种情况短期内很难改变。这就意味着平均距离700-3000公里的一次性能源的输送，具有大规模、长距离输电的需要。
　　中国电科院院长张文亮认为，电力资源和电力市场分布不均的情况需要特高压，%26quot;这是毋庸置疑的%26quot;。
　　目前，国家正在建设晋陕蒙宁煤电基地，能源基地必然要配套对外输出通道，因此，跨越500多公里的山西-荆门的交流示范工程，也就是即将投产的交流线路，连接了华北和华中电网，可以使电力高效地输出。
　　中国电力科学院专家印永华告诉《中国投资》，该项目建成后，还可以实现南北的水电、火电互济，可以在南方枯水期，进行北电南送，反之则南电北送。
　　随着交流特高压项目即将投产，刘泽洪目前的主要工作已经从交流特高压转向直流特高压，他表示，未来国家电网还要上±1000千伏的直流特高压。
　　国家电网公司正在投资兴建的世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远的电力工程--四川-上海±800千伏特高压直流示范工程，全程长达2000公里。正如贯穿南北的交流线路一样，这条横贯中国东部和西部的特长输电线路，也是以西南部正在开发的大型水电工程为契机而建设的。
　　西南部金沙江流域向家坝、溪洛渡水电站是世界瞩目的大型电力工程，建成后电力将通过这条线路源源不断地输送到东部电力紧缺地区，中国的东部地区长久以来的电力紧张问题将得到解决。
　　两条线路加起来，输送能力将达到2.6亿千瓦时。这两条特高压线路只是国家电网雄心中的第一步。按照国家电网公司的规划，以这两条线路为基础，到2020年，要形成以华北、华东、华中为核心的特高压电网，届时联结各大区域电网、大煤电基地、大水电基地将和中国的主要电力消费中心的特高压线路形成一个相互贯通的大电网。

　　交流、直流各有优势

一些专家主张在远距离输电上只采用直流输电，而不用交流特高压。其理由是，水电和煤电的远距离输送，都可以采用最安全、最经济、最实用可靠又有充分把握的直流输电去实现。此外，交流的输电经济性不如直流输电，而且直流线路对人体的影响极小。
　　国外曾经对交流特高压开展过广泛的研究和试验，但至今没有实现商业运行。比如俄罗斯和日本，在建设了交流特高压后，由于设备和绝缘承受1000千伏以上高电压的实际难度和代价太高，因此一直将其降到500千伏运行。
　　刘泽洪回应说，直流特高压有其局限性，未来并不会代替交流特高压。直流特高压解决的是远距离如2000公里的输送问题，而交流电网是直流电网的基础，因为电源发的电都是交流的，而且交流电网对防灾抗灾更有利。
　　张文亮也指出，交流和直流其实各有优势，交流特高压适用于骨干电网的建设和联网，直流特高压适用于从大型水电火电基地远距离输送电力。直流输电通常只能实现点对点的输送，就像直达快车一样，而交流特高压联网以后，电力传输和交换十分灵活，可以结合中途落点向沿途地区供电，还可发挥区域负荷错峰的作用等。
　　更重要的一点是，最终上马的特高压项目承担了国家装备制造业自主创新的重要任务，国家发改委副主任张国宝曾经表示，%26quot;建设特高压输电工程，是十一五期间电力工业发展的需要，实现了输电技术向更高水平发展的探索，也为我国装备制造业的发展提供了难得的机遇，使输变电设备的设计和制造技术登上了一个新台阶%26quot;。
　　国家对特高压研发也给与了资金和政策的支持。据悉，其中，科技部%26quot;特高压输变电系统开发与示范%26quot;项目总投资44840万元，其中国拨资金9000万元，自筹35840万元。正是从国家到企业的积极应对，让特高压项目促成了技术装备的迅速成长。

　　4项重大考验

11月初，国家电网公司提出的特高压直流输电系统线路融冰方法，获得了国家知识产权局授予的发明专利权。据介绍，该方法能保证直流输电系统在正常输电状态和融冰状态之间进行切换，只需增加少量设备，即可在不停电的情况下实现主动融冰的功能。
　　这种方法将首先应用于向家坝-上海±800千伏特高压直流示范工程中。该工程线路穿越四川、重庆、湖南、湖北等8省市、多个气象区。采用这种融冰方法，可节约投资近7亿元，并有效提高输电系统的运行可靠性。
　　刘泽洪表示，特高压的技术考验主要来自4个方面：对电力系统的挑战、环境影响、绝缘挑战以及经济性。这些挑战都在示范工程中逐一应对。%26quot;我们主要立足国内的技术解决这些问题，而且也解决得比较好%26quot;。
　　其中，电力系统的压力不仅来自于技术层面，还来自于心理层面。%26quot;过去我们每面临一个高电压工程，都会引起系统的压力和心理的压力。%26quot;而环境方面，%26quot;很多人都关心特高压会给环境带来影响，但我们都处理得比较好。%26quot;环境的影响主要表现在数万公里的线路上，一是对地面资产的影响，通过将线路抬高解决，还有一个是无线电干扰，为此，%26quot;我们把导线复杂化，截面积做大%26quot;，刘泽洪说。此外，当前特高压60%的故障都是雷击，线路防雷问题是特高压的特殊问题，主要依靠绝缘材料的研发来解决。
　　不过，特高压最大问题是绝缘，主要的风险来自变压器的绝缘和运输的挑战。%26quot;7月份我们的变压器通过了试验。%26quot;为了应对这些挑战，国家电网邀请了几乎所有国内的专家，先后进行了200多项课题。现在，特高压试验示范工程的设备采购已经可以全部立足于国内，变压器和高压电抗器供货实现完全自主开发、自主设计、自主制造。
　　%26quot;特高压工程已经使中国变压器和高抗的制造能力处于世界领先水平，使国内开关企业掌握了特高压开关的核心技术，制造能力和技术水平大幅提升，实现了跨越式发展，并可以反哺500千伏和750千伏开关制造%26quot;，刘泽洪介绍。
　　这也意味着创造了巨大的商机。事实上，电网建设的成本最主要投资在于电力设备采购，据了解，特高压主设备全部面向内资控股企业采购，因此特高压电网的建设也为装备制造业发展提供了重要机遇，仅直流特高压总造价180亿的项目，就给中国装备制造业带来70亿的订购大单。

　　尽量降低投资成本

%26quot;说到底，所有的技术问题其实都是经济问题。一些技术问题当然可以解决，但是当前解决的成本较高%26quot;，刘泽洪说,%26quot;通过我们的工程实践，在保证环境友好的前提下，尽可能降低资金投入%26quot;。
　　根据国家电网之前的估算，到2020年，中国在特高压电网上的投入可能达到约4060亿元，其中交流为2560亿元，直流为1500亿元，这相当于2个三峡工程的投资。
　　其中，晋东南-河南南阳-湖北荆门1000千伏特高压交流试验工程投资约80亿元，而四川-上海±800千伏特高压直流示范工程则高达180多亿投资。
　　据介绍，直流示范工程大部分投资集中在两个换流站，两个换流站的投资高达120亿。
　　%26quot;在进行直流运输之前，需要把电流进行转换，如将煤的液化和气化一样，以方便运输。电流在四川复龙换流站转换之后，通过2000公里的线路，到达上海奉贤换流站再换回来%26quot;，刘泽洪介绍。
　　因此，当初虽然特高压已列入国家中长期科技发展规划纲要、加快振兴装备制造业的若干意见和应对气候变化的国家方案，但是，国家在特高压项目的审批上一直比较谨慎。而国家发改委在项目的批复中曾要求%26quot;国家电网公司作为项目法人，以自有资金出资建设%26quot;。
　　对此，刘泽洪表示，虽然特高压的投资数额很大，但相对国家电网公司的发展水平，只占到每年投资额的一成多，目前国家电网一年的投资额大概在2000亿元左右。