0551-62353701
一直以來，國家電網(wǎng)有限公司堅持自主創(chuàng)新，永攀世界電網(wǎng)科技高峰，在特高壓、柔性輸電、新能源并網(wǎng)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域取得眾多具有自主知識產(chǎn)權(quán)、引領(lǐng)世界電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的重大成果。今日起本版開設(shè)“電網(wǎng)創(chuàng)新技術(shù)”系列科普報道，讓我們共同感受世界級創(chuàng)新技術(shù)的風采。
我國能源資源與電力負荷需求呈逆向分布。2/3的水電資源集中在西南地區(qū)，80%以上的陸地風能資源和太陽能資源集中在西部、北部地區(qū)，而70%以上的電力消費集中在東中部地區(qū)，能源基地距離負荷中心1000~4000千米。針對我國能源資源特點，國家提出了“西電東送”發(fā)展戰(zhàn)略。隨著社會發(fā)展，社會對電能的需求不斷增加，輸電線路傳輸電能容量（功率）不斷增長。
輸電主要有交流輸電和直流輸電兩種形式，兩種輸電形式相輔相成、相互支撐。交流輸電的自然功率與電壓的平方成正比，與線路的阻抗成反比，通過提高輸電電壓可以大幅提升輸電功率。電壓等級越高，傳輸?shù)娜萘吭酱螅惠斔偷木嚯x越遠，經(jīng)濟性越高。直流輸電在電流相同的條件下，輸電功率與電壓成正比，電壓提升可以有效提高輸電功率。
特高壓輸電是采用交流電壓1000千伏及以上和直流電壓±800千伏及以上電壓等級的輸電技術(shù)。特高壓輸電是在超高壓輸電的基礎(chǔ)上發(fā)展的，目的是在節(jié)省土地資源的前提下繼續(xù)提高輸電線路走廊的輸電能力，實現(xiàn)大功率的中、遠距離輸電；適用于遠距離、大規(guī)模電力輸送和大范圍能源資源優(yōu)化配置，是一種資源節(jié)約、環(huán)境友好型輸電技術(shù)。
特高壓輸電的特點主要體現(xiàn)為輸送容量大、輸送距離遠和減少線路走廊。
輸送容量大。一回1000千伏輸電線路的輸送容量大約是一回500千伏線路的5倍，一回±800千伏輸電線路的輸送容量大約是一回±500千伏線路的2倍左右。
輸送距離遠。由于特高壓輸電線路電壓等級高，可以降低網(wǎng)損，從而實現(xiàn)遠距離輸電。
減少線路走廊。隨著用電負荷的增長、電網(wǎng)的不斷發(fā)展，輸電線路走廊日趨緊張。采用特高壓交、直流輸電可以減少線路回路數(shù)，節(jié)約土地資源。
我國的特高壓技術(shù)研究始于20世紀80年代，自2005年開始對交流1000千伏、直流±800千伏特高壓輸電線路進行研究實驗。
中國特高壓交流工程在電網(wǎng)設(shè)計、設(shè)備、建設(shè)、科技等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大創(chuàng)新和突破。“特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應用”獲得2012年度國家科技進步獎特等獎，國家電網(wǎng)公司引領(lǐng)我國特高壓交流工程建設(shè)走向世界舞臺。
2018年1月8日，“特高壓±800千伏直流輸電工程”榮獲國家科學技術(shù)進步獎特等獎。國家電網(wǎng)公司等單位聯(lián)合科研、高校、設(shè)備制造等160多家單位協(xié)同攻關(guān)，攻克了特高電壓、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)等世界級難題。
2009年1月6日，晉東南―南陽―荊門特高壓交流試驗示范工程投入商業(yè)運行。工程變電容量600萬千伏安，系統(tǒng)標稱電壓1000千伏，最高運行電壓1100千伏。
示范工程成為我國南北方向的一條重要能源輸送通道，為世界首個商業(yè)化運營的特高壓交流工程，是我國乃至世界電力發(fā)展史上的重要里程碑。依托該工程，我國具備了全面推廣應用特高壓輸電技術(shù)的條件。
2010年7月8日，向家壩―上海±800千伏特高壓直流示范工程投運。工程最大輸送容量為700萬千瓦，輸電距離1907千米。
示范工程由我國自主研發(fā)、自主設(shè)計和自主建設(shè)，是我國能源領(lǐng)域取得的世界級創(chuàng)新成果。我國已全面掌握特高壓直流規(guī)劃設(shè)計、試驗研究、設(shè)備研制、工程建設(shè)和運行管理等關(guān)鍵技術(shù)，并在國內(nèi)國際上推廣應用。
截至目前，國家電網(wǎng)公司已累計建成投運“十三交十一直”特高壓工程。
1000千伏晉東南―南陽―荊門
1000千伏淮南―浙北―上海
1000千伏浙北―福州
1000千伏錫盟―山東
1000千伏蒙西―天津南
1000千伏淮南―南京―上海
1000千伏勝利―錫盟
1000千伏榆橫―濰坊
1000千伏雄安―石家莊
1000千伏蘇通GIL綜合管廊
1000千伏濰坊―臨沂―棗莊―菏澤―石家莊
1000千伏駐馬店―南陽
1000千伏張北―雄安
特高壓直流工程：
±800千伏向家壩―上海
±800千伏錦屏―蘇南
±800千伏哈密南―鄭州
±800千伏溪洛渡―浙西
±800千伏寧東―浙江
±800千伏酒泉―湖南
±800千伏晉北―江蘇
±800千伏錫盟―泰州
±800千伏上海廟―山東
±800千伏扎魯特―青州
±1100千伏準東―皖南
±1100千伏昌吉―古泉特高壓直流工程
±1100千伏昌吉―古泉（準東―皖南）特高壓直流工程額定電壓為±1100千伏，輸電容量為1200萬千瓦，輸電距離為3324千米。工程是目前世界上電壓等級最高、輸電容量最大、送電距離最遠、技術(shù)水平最先進的特高壓直流工程。
在工程設(shè)計研究與設(shè)備制造方面，攻克了過電壓深度控制、電磁環(huán)境控制、系統(tǒng)分析與設(shè)計等世界級難題，在世界上首次研制成功電壓等級和容量之最的換流變壓器、換流閥等設(shè)備。自主研制成功世界首支1100千伏直流穿墻套管，代表了國際上特高壓直流輸電技術(shù)研究、裝備制造和工程應用的最高水平。
施工建設(shè)方面，在工程現(xiàn)場創(chuàng)新建立“智慧工地指揮服務平臺”，形成智慧工地的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，實現(xiàn)工程現(xiàn)場建設(shè)管理水平的新突破。
設(shè)備運行穩(wěn)定，主要技術(shù)性能指標優(yōu)于國家標準，處于國際先進水平。
昌吉―古泉特高壓直流工程每8小時20分即可輸送1億千瓦時電能，破解了新疆豐富的能源資源難以大規(guī)模開發(fā)利用的困局。與±800千伏、800萬千瓦直流工程比較，該工程每千公里線路損耗由2.8%降低到1.5%，具備年送電量600億～800億千瓦時的能力，超過上海年用電量的40%，可使華東每年減少燃煤3000萬噸,二氧化硫51.41萬噸。
河北張家口地區(qū)是國家可再生能源綜合示范區(qū)，風能、太陽能等能源資源豐富，但本地消納能力不足，需要大規(guī)模送出。1000千伏張北―雄安特高壓交流工程能夠有效促進張家口國家可再生能源示范區(qū)建設(shè)，滿足河北南網(wǎng)、京津冀電網(wǎng)的負荷發(fā)展需求。工程投產(chǎn)后，將助力發(fā)電側(cè)打造多點匯集和送出的可再生能源消納模式，保證新能源的安全可靠接入及送出，為2022冬奧會100%使用清潔能源提供堅強特高壓網(wǎng)架支撐。
工程是國家電網(wǎng)有限公司打造的環(huán)水保典范工程，穿越眾多景區(qū)、礦區(qū)，地形復雜，生態(tài)環(huán)境保護要求高，施工過程中切實落實綠色施工方案，保證了施工全過程安全、可控、能控、在控。
該工程研發(fā)應用了世界上首套1000千伏特高壓交流可控并聯(lián)電抗器（以下簡稱“可控高抗”）。
可控高抗作為一種新型柔性交流輸電系統(tǒng)裝置，與傳統(tǒng)的固定高抗相比，對系統(tǒng)電壓的調(diào)節(jié)效果更好，可根據(jù)系統(tǒng)無功需求實現(xiàn)無功補償容量自動調(diào)節(jié)，動態(tài)補償輸電線路過剩的容性無功功率，降低線路損耗，顯著提高系統(tǒng)輸送能力和安全穩(wěn)定水平。可控高抗在本工程的成功應用，填補了國際空白，是特高壓和新能源送出技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的一項重要成果。
張北―雄安特高壓交流工程遠期最大送電能力可達到每年360億千瓦時，相當于北京年用電量的1/3，每年可以為雄安新區(qū)輸送70億千瓦時清潔電能，為雄安新區(qū)實現(xiàn)100%清潔能源創(chuàng)造了條件。
