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院士答疑:什么是特高壓,特高壓和大家的生活有什么關(guān)系?

 張問驊 2022-06-16 發(fā)布于甘肅

《科學(xué)家來了——鑄就大國重器 書寫中國浪漫》
邀請大國總師親自提筆
參與網(wǎng)友近期關(guān)注的大國重器話題

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中國工程院院士,南方電網(wǎng)公司首席科學(xué)家
饒宏也帶來親筆信,
并為大家講述一群電網(wǎng)科技工作者
沖擊“世界第一”的故事——

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講述人:饒宏  中國工程院院士,南方電網(wǎng)公司首席科學(xué)家

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什么是特高壓,特高壓和大家的生活有什么關(guān)系?
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世界首個特高壓多端混合直流輸電工程——南方電網(wǎng)烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程(簡稱“昆柳龍直流工程”)。(黎木榮 羅朝宇)

特高壓直流是指±800千伏及以上的電壓等級。
電力是經(jīng)濟社會發(fā)展的必備要素。眾所周知,我國西部地區(qū)能源資源豐富,但消納能力不足;而東部地區(qū)用電需求旺盛,卻面臨能源供給不足的問題。這樣的基本國情就要求中國電力工業(yè)的發(fā)展必須進行能源的優(yōu)化配置。21世紀初,我國西電東送工程全面啟動,為了將大規(guī)模大容量的西部清潔能源跨越超遠距離送到東部,特高壓直流輸電技術(shù)是必然選擇。
與±500千伏超高壓輸電方式相比,特高壓直流輸電技術(shù)具有許多優(yōu)勢
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輸電能力大幅提升,1條±800千伏輸電線路的輸電能力相對于±500千伏的線路成倍增加,就好比又寬又直的高速公路與普通公路相比,運輸效率更高。
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輸電損耗低,±800千伏的特高壓直流輸電線路損耗只有±500千伏線路的40%。
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統(tǒng)籌利用環(huán)境容量,降低生態(tài)環(huán)境壓力,在特高壓輸電技術(shù)的加持下,西部豐富的水電可以在當?shù)赝瓿砂l(fā)電后,經(jīng)過特高壓輸電網(wǎng)直接送往東部,在全國范圍內(nèi)優(yōu)化環(huán)境資源配置。
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節(jié)約寶貴的土地資源,由于特高壓技術(shù)大幅提高了架空線路的利用效率,因此能夠節(jié)省大量土地資源。
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外國專家認為“不可能”,真的不可能嗎?
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南方電網(wǎng)昆柳龍直流工程夜景。(何劍峰 攝)

然而,提升電壓等級并不是一件容易的事。在決定建設(shè)±800千伏特高壓直流輸電工程時,我們剛剛建成國內(nèi)第一個自主設(shè)計的±500千伏高壓直流輸電項目,許多技術(shù)都還不成熟。而在國際上,相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域也還是一片空白,甚至有外方專家認為我們不可能建成這樣的工程。但我們并沒有猶豫,因為我們心里都清楚,國家需要我們?nèi)プ鲞@件事。

隨著研究深入,我和團隊漸漸發(fā)現(xiàn)未知領(lǐng)域的問題接踵而至,特大電流下的絕緣特性、電磁環(huán)境、設(shè)備研制、試驗技術(shù)等一系列世界級技術(shù)難題橫亙在我們面前。整個團隊面臨巨大的壓力,因為電力系統(tǒng)是世界上復(fù)雜的人造動態(tài)系統(tǒng),而出現(xiàn)一點差錯都可能會讓國家蒙受巨大損失。在工程進行現(xiàn)場調(diào)試之前,團隊已經(jīng)開展了多次“模擬運行演練”,每一種設(shè)想都經(jīng)歷了無數(shù)次的考量、試驗。團隊成員們常常通宵做實驗,輪班倒連續(xù)工作,累了就在桌上趴一會。當我們將電壓成功升到800千伏的那一刻,所有人都忍不住鼓掌歡呼。

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兩個“世界首個”工程,意味著什么?
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2020年6月9日,南方電網(wǎng)昆柳龍直流工程云南送端昆北換流站進行燈光測試。(李志杰 楊健 攝)

幾年后,我們建成了世界上第一個±800千伏特高壓直流輸電工程——云廣特高壓直流工程。依托該工程,我們首次掌握了特高壓直流工程系統(tǒng)研究和集成核心技術(shù),形成特高壓直流工程自主化整體解決方案,構(gòu)建了國際領(lǐng)先的特高壓直流試驗技術(shù)體系和試驗研究平臺,成功推動了世界直流輸電從高壓到特高壓的跨越式發(fā)展,有力支撐了我國西電東送和西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施。
特高壓技術(shù)的誕生,意味中國電力技術(shù)在國際上真正實現(xiàn)了從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的飛躍,“中國標準”成為了“國際標準”,“中國創(chuàng)造”成為了“國際參考書”。

而實現(xiàn)從±500千伏到±800千伏的進步,也給了我們更多一往無前的勇氣。2020年,我們開創(chuàng)性地將柔性直流與特高壓相結(jié)合,建成了世界首個特高壓柔性直流輸電工程——昆柳龍直流工程。從2016年開始,我?guī)ьI(lǐng)項目團隊承擔國家重點研發(fā)任務(wù)開展重大科技示范工程攻關(guān),歷時五年,我們結(jié)合工程的成套設(shè)計,從系統(tǒng)分析、參數(shù)選擇再到設(shè)備規(guī)范、控制策略的論證提出,給出了一套完整的技術(shù)方案,實現(xiàn)了新型直流輸電方式從0到1的原始創(chuàng)新。

在這項工程中,我們首次將柔性直流提高到±800kV/5GW特高壓等級,首創(chuàng)了一種混合直流輸電系統(tǒng),引領(lǐng)柔性直流技術(shù)進入特高壓時代。

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來源:南網(wǎng)50Hz

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