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“思想解放”的困境
特高压发展过程中,面对的最大难题首先是思想认识问题。
中国电力行业,几十年来已经习惯了跟着欧美发达国家走,有些人首先思维上就有定式,认为外国人搞不成的中国人也搞不成。
但好像无论特高压发展到什么程度,永远也叫不醒那些装睡的人。于是,在特高压发展不同阶段,总会出现不同声音。早期,有人提出我国不需要特高压,现有电压等级就能满足要求;之后,又提出特高压核心技术中国人解决不了、关键设备造不出来;工程建设阶段,提出电磁环境问题无法解决;工程投运后,提出设备不可靠、电网不安全不经济;多条工程安全稳定运行多年后,又提出不需要特高压交流、只需要特高压直流。争论层层加码。正如原电力部部长史大桢所说:“如果要抱着旧观点不放,谁也不会发展,我就希望有些人能够早一点醒过来就行。”
2006年元旦前两天,特高压输电技术被正式列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》。但有人仍指出该规划纲要没有说电压等级,没有明确说是特高压。
对此,张国宝回忆:“有人说《纲要》里没有说电压等级是多少,没有指出来特高压。后来我翻了一下,里边是写清楚了的,直流是±800千伏,交流是1000千伏。”“我认为发展特高压还是多数科技工作者的共识。”
为了积极应对,国家电网公司曾多次到国务院汇报工作,写了多份汇报材料,说明电网电压等级、规模与安全性没有必然联系。保证电网安全关键是电网的结构和技术手段的先进性、适用性以及运行管理水平。
为了全面了解特高压发展情况,国家电网公司先后组织专家多次赴日本、俄罗斯等国家实地考察。2005年,刘振亚在日本考察期间,甚至专门中途停车徒步上山,听特高压线路噪声。当年日本建设了特高压输电线路,但一直降压500千伏运行;特高压试验站三台试验用单相变压器,分别由日立、东芝、三菱制造,一直带电试运行。在俄罗斯考察时,看到前苏联时期研发的特高压开关断口多达12个(中国特高压开关断口一般是2个),又笨重又粗糙,这也是受当时的技术和材料所限。
通过考察,国外特高压发展要么是尚处于研究阶段,要么是因为技术或经济的原因,没有商业运行。
“当时看到日本和俄罗斯的特高压都不成功,我压力很大,但为了国家发展,面对再大的风险,也要把特高压搞成功。”多年以后,刘振亚用了“后怕”两个字来形容这段心路历程。
思想解放的过程虽然艰辛,但不解放,就不可能推动特高压创新发展。平息争议最好的办法显然是用事实来证明。正如2015年原电力部部长史大桢所说,国内关于特高压的争论至今没有结束,但是这十几年取得的实际效果证明,即使有不同意见,特高压这条路坚决非走不可。
征服电力“珠穆朗玛峰”
2004年以来,国家电网公司先后组织几十家科研机构和高校、200多家设备制造企业、500多家建设单位、几十万人参与了特高压基础研究、技术研发、设备研制、系统设计、试验验证、工程建设和调试运行等工作,攻克了310项关键技术,解决了过电压与绝缘配合、电磁环境控制、特高压交直流混合大电网安全控制等世界级难题。
判断电网是否安全,世界各国都是以仿真计算作为评价依据。中国电科院建成了世界最先进的电力系统仿真平台,对包括220千伏到1000千伏电网、2258台发电机、35932条线路、11547个节点的超大型特高压交直流混合电力系统进行了全景仿真计算,模拟了10万多个故障条件和运行方式,充分验证特高压电网的安全可靠性。
2010年,在“三华”电网争议沸点之时,国家能源委专家咨询委员会专门组织专家、院士到中国电科院调研。中国电科院通过仿真模拟计算和多方案比较,认为“三华”同步电网不是优和劣比选,而是电网发展的必然选择。
特高压设备国产化,需要先进的试验条件。目前,中国建成了世界上电压等级最高、技术最先进、功能最完备的特高压试验研究体系,并依靠自主创新成功研制了世界上电压等级最高、容量最大的单体变压器、直流换流阀、换流变压器,开断能力最强的开关设备等21大类、百余项首台首套特高压关键设备实现国产化。
“不逼上绝路,都不知道创新潜力有多大。”特高压的很多关键设备就是这么逼出来的。晶闸管是特高压直流输电的“CPU”,决定了特高压直流的输电能力。当时,有5英寸和6英寸两个方案。多数意见认为,“5英寸晶闸管技术成熟,国内能够生产,而6英寸晶闸管国内外均未生产使用过,靠国内自主研发很困难”“当时,我是坚持采用6英寸方案,国家电网公司内部有些同志其实也有畏难情绪,担心搞不成。但世界上哪有简简单单,就能实现的国际领先?”刘振亚在回忆这段经历时表示。
现在来看,6英寸的方案选对了。6英寸晶闸管,将通流能力从5英寸晶闸管的3000安培,提高到6000安培以上。新疆准东-皖南±1100千伏特高压直流线路长度3324公里,输电容量达到1200万千瓦。未来,±1100千伏特高压直流输电距离可达6000公里、输电容量可达1500万千瓦。
正是依靠创新精神,中国制定了全球首个具有完全自主知识产权的特高压技术标准体系,形成了特高压交直流工程从设计到制造、施工、调试、运行、维护的全套技术标准和规范。中国特高压交流电压成为国际标准。
特高压的成功带动了我国电工装备制造产业全面升级,实现了我国特高压全面“走出去”。2014年和2015年,国家电网公司先后中标巴西美丽山水电特高压直流送出一期和二期工程,目前两项工程均已建成并保持安全稳定运行。
2008年路透社曾发文称,中国计划在2020年时建成一个特高压电网,这项计划“出其不意地抢在那些在升级老电网行动迟缓的西方国家的前头”。
俄罗斯联邦电工研究院院长、俄罗斯科学院院士吉哈捷耶夫,在观看中国特高压的成果后两次流泪。虽然特高压在前苏联起步更早,但最终中国攀登上了世界电力技术的高峰,难免失落和遗憾。
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