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我国电力高速路成功扩容特高压实现中国引领

2019-06-15 03:56:44来源:励志吧0次阅读

我国电力“高速路”成功扩容 特高压实现“中国引领”

12月16日,我国南北向的重要能源输送通道、世界上正式商业投运的特高压线路——晋东南—南阳—荆门特高压交流线的扩建工程正式投运。此次扩建,将这条电力“高速路”的“车道”拓宽近一倍,至此,该线路成为目前世界上电压等级、技术水平的输变电工程,输电能力超过500万千瓦,创造了世界单回交流输电容量的纪录。

随着扩建工程的投运,华北、华中两大区域电的联系更加紧密,山西、河南、湖北的煤电,以及三峡的水电都将汇入大电,电力交换、水火互济和节能输电等能力将显着增加,可以有效缓解煤电油运紧张局面。

水火互济、南北互供构成坚强电

在国家电公司的特高压地图上,看到,从晋东南的左权、王曲等主力电厂汇集的电量,通过特高压线路,经河南南阳,到达湖北荆门,然后通过当地500千伏电分配到省内各地,部分电量还送往湖南、重庆、江西等省份。

“线路满负荷运转后,可为湖北新增北方火电逾500万千瓦,相当于再建了两座葛洲坝水电站。”国能源研究院院长张运洲指着地图介绍。不仅如此,在夏季丰水期,三峡的水电也可以送往华北,不仅降低了华北的煤炭消耗,也提高了清洁能源的利用率。

据了解,仅一期工程,晋东南—南阳—荆门特高压线路每年南北互济电量就高达90亿千瓦时。“二期扩容后,南阳也建立接入点,山西、河南、湖北三省电全部互联,南北互济、水火互济的电量将会更多。”张运洲说。

12月9日14时14分,在长治特高压变电站主控室的大屏幕上看到,输出电压达到1000.78千伏,输出功率达到503.078万千瓦。“这条特高压线的设计目标是1000千伏、500万千瓦,现在这一运行目标已经达到。”国公司特高压试验示范工程系统调试长治站试验指挥郭强告诉。

1000千伏、500万千瓦的电力输送能力意味着什么?

这意味着更大的电力输送效率和更小的电力输送损耗。1000千伏交流线路的自然输送功率约为普通500千伏线路的4至5倍,而同等条件下的电阻损耗仅为500千伏线路的1/4。

这意味着大量运力可以节省。若晋东南—南阳—荆门特高压线路按此负荷运行24小时,输送电量可达1.2亿千瓦时,折算成原煤约59515吨,可少用载重50吨的运煤车1191辆,或者可少用每节载重60吨的普通列车992节。

这意味着更高的土地利用率。与输煤相比,不仅输电线路占用土地比交通线占地少,而且将占地更多的火电厂布局在土地资源相对富余的中西部,能够为中东部地区腾出更多价值较高的土地资源开发空间。与500千伏普通电压输电相比,1000千伏特高压输电输送同等电量,又可节省一半的土地。

此外,特高压输电还可以有效减少煤炭运输中间环节,提高能源输送效率。据测算,由于输煤方式链条长、环节多、费用名目繁多,当前中间环节费用几乎占到东部地区煤炭到厂价的50%左右。

“正因如此,2006年8月,国家发改委在对该项工程核准的批复中曾明确指出,我国资源、生产力分布不均衡,尽快研发、实施输电容量大、线损小、节约土地资源的特高压输电技术很有必要。”国能源研究院辛颂旭介绍。

“中国创造”实现“中国引领”

特高压,号称世界输电技术领域的“珠穆朗玛峰”。在晋东南—南阳—荆门1000千伏特高压交流试验示范项目之前,我国的电力输送等级只有750千伏。从750千伏到1000千伏,不是简单的技术升级,而是对电磁、电晕、过电压及变电设备、绝缘等进行全新设计。这条世界上首条特高压交流输电工程的建设,用众多的“中国创造”实现了在特高压输电领域的“中国引领”。

升压,是实现特高压交流输电的前提。我国研制成功了世界上首台额定电压1000千伏、单体容量1000兆伏安的双主柱特高压变压器,单柱容量达到500兆伏安。

开关,是电必不可少的装置。我国研制成功了世界上电压、电流、电流开断能力强的特高压开关,实现了国际高压开关制造技术的重大突破。

安全,是特高压输电管理的重中之重。国公司开展全站抗地震性能联合计算分析,在世界上率先进行了特高压避雷器、支柱绝缘子、旁路开关等设备的真型抗地震试验,整体工程实现了7度设防目标。

发展特高压,设备是关键。走在长治、南阳、荆门的特高压变电站里,到处可见天威保变、平高电气等国产电力设备厂商的字样。“在特高压交流工程上,没有一台进口设备,所有设备全部实现国产化。”国公司特高压长治站试验指挥郭强介绍。

向前的脚步是谨慎的。1000千伏、500万千瓦的特高压大负荷输电不是一步到位实现。2009年1月16日,晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程正式投运。“这条特高压交流试验示范工程作为我国特高压工程,是以验证特高压输电的技术可行性、设备可靠性、系统安全性、环境友好性和经济合理性,提升我国电力技术水平和电工装备制造水平为主要目标的试验示范性工程,国际上没有成熟的经验可以借鉴,需要立足国内、自主创新,在世界上率先研究开发全套特高压输电技术。因此,国家批准的建设规模并未达到工程设计的负荷。一期工程商业投运近3年来,运行总体稳定可靠。2010年12月29日,国家发改委正式核准建设扩建工程,全面实现1000千伏、500万千瓦特高压输电。”郭强介绍。

为全面考核扩容后工程的输送能力,国家电公司在世界上首次进行了450万千瓦和500万千瓦大负荷试验、168小时大负荷试运行,其中500万千瓦大负荷累计试验时间达到了8小时,创造了单回交流输电工程输送能力的世界纪录。

2009年,中国机械工业联合会在对该工程设备国产化验收报告中写道:“特高压设备的成功研制,标志着我国输变电设备设计制造水平跃居国际先进行列,已全面掌握了特高压交流设备的核心技术,并具有自主知识产权;工艺装备和综合试验能力达到国际先进水平,已形成特高压交流设备批量生产能力……”

截至目前,国家电公司在特高压领域申报专利711项,已获授权457项;编制国际标准4项,已发布国家标准16项、行业标准10项、企业标准130项。

特高压技术创新,推动我国率先形成了一系列特高压技术标准,我国的特高压交流标准电压被国际电工委员会、国际大电组织推荐为国际标准电压;国际电工委员会成立了高压直流输电新技术委员会,并将秘书处设在中国。

依托工程实践,国内骨干电工设备制造企业的自主创新能力得到了进一步增强,综合竞争力迈上了新台阶,特高压设备已成为我国电工设备制造企业走向世界的金色名片。

我国特高压将会如何发展?

依据国家电公司的规划,特高压已经成为未来我国坚强电的重要组成部分。

由于我国的煤电基地主要分布在陕西、蒙西、山西和新疆等地,水电主要分布在四川、云南、西藏等地,风电和太阳能也主要分布在西北部,远离中东部负荷中心,因此需要通过建设坚强电,实施远距离、大规模输电,在全国范围优化配置能源资源。

“特高压输电的远距离、大容量、低损耗特点正好能满足这一需求。”中国电力科学研究院名誉总工程师印永华说。

展望“十二五”,我国能源供应与需求分布不均衡的问题依然存在,其中中东部地区依然是我国的电力负荷中心,预计到2015年中东部地区用电仍占全国用电的2/3以上。而电源装机布局上,东部地区受资源和环境容量限制,新增装机将明显放缓。在装机结构上,中西部的风电、水电、太阳能等可再生能源比重将大幅上升。

以华东为例,在加快发展本地核电及风电等新能源的基础上,2020年接受外来电力的比例仍将高达30%。若扩大同步电规模、提高电压等级,与华中、华北紧密互联,建成“三华”电,联接各大煤电基地、大水电基地、大核电基地、大可再生能源基地和主要负荷中心,这对于建设坚强受端电、提高受端电接受外来电力的能力和保证能源安全,具有十分重要的意义。

“未来电力供需形式将主要取决于一批特高压等跨区电和配套电源项目的核准与建设进度。”国能源研究院研究员韩新阳说。

随着特高压技术的不断发展、成熟,我国的特高压建设正不断推进。今年9月,我国第二个特高压交流项目——淮南—上海特高压交流工程获得国家发改委核准建设。

依据规划,“十二五”期间,国家电公司特高压电建设投资有望达到2700亿元,将在全国建设“三横三纵”特高压交流骨干架,实现电力的大规模、远距离、高效率输送,构建起中国经济发展的“能源血脉”。

什么叫特高压?(链接)

依据国际惯例,1000千伏交流或800千伏直流输电被称为特高压输电项目。在电流一定的情况下,电压等级越高,传输功率越大,同时损耗越小。目前特高压技术只被少数国家掌握。在特高压试验示范项目实施之前,我国已经掌握500千伏高压、750千伏超高压输电技术。

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