特高压输电被誉为“电力高速公路”。在全球筑“路”的竞逐中,中国已**半个身位。2009年1月,中国自主研发、设计和建设的1000千伏晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程建成并投入商用。这成为迄今为止全球电压等级*高、输送能力*大、技术水平*先进的特高压交流输变电工程。特高压交、直流路线激辩:是选择还是共存此后数年间,中国在特高压电网领域屡有奖项斩获,
看到这个标题不必惊讶,我认为对于三星这样一家“财大气粗”的韩国公司来说,这是极有可能的事。只不过关于科技公司涉及汽车制造,财大气粗 三星造电动汽车靠谱吗?我们听到的更多是苹果与Google,一家瞄准了车内互联,一家迷上了自动驾驶。殊不知,核相仪在我们嘴边挂着的这些科技巨头中,*有“资格”去造汽车的,其实是三星。
自主知识产权的技术也创下先例。
纵览世界电网百年发展史,虽然直流交流之辩存在多时,但电压等级由低至高、联网规模由小到大这一资源配置趋势却从未改变。当能源短缺、气候变化的阴影逐渐成为世界性的难题,发展以特高压交直流电网为骨干网架的坚强智能电网,连通电力高速公路,已是多个大国的选择。其中,中国的印记正在显现。
前传:交、直流之辩
虽然中国成功实施特高压输电赢得了全世界的积极评价,但特高压输电技术的发展,始终与争议相伴。一开始,焦点集中于特高压输电的**性、性价比以及相关电工装备的国产化能力。此后,争论又集中在特高压交流、直流的优劣之辩。
早在19世纪末,科学界就曾上演过“交、直流之争”。发明家爱迪生、物理学家开尔文极力主张直流输电,威斯汀豪斯和费朗蒂则主张交流输电。*终,交流输电以组网和便捷的升压优势,成为电力系统发展的起点。
一百多年过去,交流电虽然占据着电网发电的主流,特高压交、直流路线激辩:是选择还是共存但直流电的相对优势仍旧存在。中国工程院院士李国杰受访时表示,大功率电力电子技术的发展与成熟,使得直流输电受到青睐,远距离大功率输送促使直流输电进一步发展。同样电压等级的直流电能还具有输送功率更大、损耗更小的优势。
中国科学院院士、中国电科院研究员周孝信指出,直流输电和交流输电只能互补,不能互相取代。他打了两个比方,直流输电只具有输电功能、不能形成网络,类似于“直达航班”,中间不能落点,定位于超远距离、超大容量“点对点”输电。
直流输电可以减少或避免大量过网潮流,潮流方向和大小均能方便地进行控制,而高压直流输电必须依附于坚强的交流电网才能发挥作用。
与直流输电相比,交流输电则具有输电和构建网络双重功能,类似于“公路交通网”,可以根据电源分布、负荷布点、输送电力、电力交换等实际需要构成电网。中间可以落点,电力的接入、传输和消纳十分灵活,定位于构建坚强的各级输电网络和经济距离下的大容量、远距离输电,广泛应用于电源的送出,为直流输电提供重要支撑。
为此,直流输电与交流输电,从如何抉择,走向了如何共存。中国工程院院士、国网电科院研究院薛禹胜表示,电网的发展不可能单纯依靠直流输电,也不可能单纯依靠交流输电,需要构建交流、直流相互支撑的坚强电网。无论从技术、**还是经济的角度,构建交直流混合电网,才能充分发挥各自的功能和优势,这已是电网发展的基本共识。
目前,全球大量国家都采用了大范围交直流混合电网技术。随着电压等级从10千伏、110千伏到500千伏、1000千伏,电网规模不断扩大,交直流输电技术在工程上也逐步实现高度融合。
特高压缘何适用于中国
人类发现并运用电力以来,需求始终以几何级数增长。相应地,电网也经历着电压等级由低到高、联网规模由小到大、资源配置能力由弱到强的发展过程。1891年,世界上**条高压输电线路诞生时,电压为13.8千伏。44年之后,美国建**类社会**条275千伏的超高压线路。此后,当时的苏联和美国相继刷新纪录,直到2009年,中国自主知识产权的1000千伏特高压交流工程投运,宣告世界电网进入特高压时代。
具备显著优势的特高压电网技术,为何在中国率先落地?这与中国的能源布局及需求紧密相关。
国家电网公司董事长、党组书记刘振亚在不久前出版的《特高压交直流电网》一书中指出,从中国的能源布局来看,76%的煤炭资源在北部和西北部,80%的水能资源在西南部,90%的陆地风能主要集中在西北、东北和华北北部,太阳能日照超过3000小时地区主要在西藏、青海、宁夏、新疆等西部省区;与此同时,70%以上的能源需求集中在东中部,大型能源基地与东中部地区负荷中心之间的输电距离为1000-3000公里,迫切要求电力实现经济高效的大规模送出和大范围消纳。
“随着煤炭开发的重点逐步西移和北移,西部水电大规模集约化开发利用,电力发展方式正在加快转变,由就地平衡发展模式转变为大电网联网供电模式。”刘振亚表示,“东部地区由于环境压力大、运输成本高、土地资源紧张,已不适宜再大规模建设燃煤电厂,客观上决定了中国能源和电力发展必须走远距离、大规模输电和国内范围优化资源配置的道路。”
而建设特高压电网,就是为了满足大规模、远距离、高效率电力输送,保障能源供应的需要。
“根据我国能源分布与消耗的区域特点,未来能源的流向是北部煤电、西南水电向华北、华中、华东等地区输送。特高压电网的建设有利于能源资源的优化配置,也有利于西部地区将资源优势转化为经济优势。”东南大学电气工程学院院长黄学良说。
在中国西电集团公司副总工程师宓传龙看来,特高压交、直流路线激辩:是选择还是共存随着国民经济的高速发展和能源电力需求的迅猛增长,特高压交直流电网的发展已由基础技术研究、设备研制、工程示范步入建设实施阶段,特高压电网承担起将西北、东北、蒙西、川西、西藏及境外电力输送至我国东中部地区负荷中心的重要职能,为能源**提供支撑。
从需求到现实,中国在特高压交直流电网领域快马加鞭。目前,中国已建成“两高两直”特高压工程,并始终保持**稳定运行,用事实证明了特高压输电的可行性和成熟度。基于特高压技术的跨国、跨洲能源输送和电网互联建设,全球范围内解决能源问题,可能也需要借力特高压电网。据悉,印度、巴西、南非、俄罗斯等国都已在积极发展特高压电网。