在特高压领域,我们曾经落后西方40年,如今我们独步全球。不夸张地说,特高压技术让中国标准成为了国际标准,成为了我国另一个“国之重器”
2018年,随着最后一相导线顺利跨越长江,昌吉-古泉±1100千伏特高压直流输电工程正式竣工。这条电压为±1100千伏,输送容量1200万千瓦的输电线路,路径总长3300公里,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽六个省份。
它的建成,每年向华东地区输送电量660亿千瓦时,满足5000万家庭用电的同时,还能够减少煤炭消耗3000万吨,减少二氧化碳排放5940万吨、二氧化硫14.9万吨,为改善大气环境质量,推动能源转型与绿色发展具有重要意义。
这项超级电力工程,是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程,创造了四项世界之最。
那么,特高压到底是什么?我国的特高压技术有多厉害呢?
接下来,我们一同探讨下这些问题。
什么是特高压
在我国的电网系统中,运行的电压至少分两个系统,即输电系统和配电系统。
输电系统是以输送电源至同级或下级变电站为目的,一般电压等级较高。配电系统是以输送电源至配电负载为目的,一般电压等级不超过10KV。
通俗点说,从发电站到变电站、变压器的是输电系统;从变电站到电视、洗衣机等用电设备的是配电系统。
配电电压分为高压配电、中压配电和低压配电:
低压配电:220V和380V,我们家中常用电压就是这种
中压配电:10(20)KV
高压配电:35KV、66KV和110KV
输电电压分为高压、超高压、特高压:
高压输电电压:220KV
超高压输电电压:330KV、500KV和750KV
特高压输电电压:直流±800KV、交流1000KV及以上的电压
为了能够更直观的了解,我们以常见的五号电池举例。
一节五号电池的电压是1.5V,长度是5厘米。咱们家庭中常用的220V的电压,相当于146节五号电池串联起来,长度超过7米,相当于两层楼那么高。
特高压的电压是直流±800KV、交流1000KV,相当于60多万节电池串联起来,长度超过30万千米。
相比于传统的高压、超高压等输电方式,特高压主要优点就是能够满足远距离、大功率的输电,同时还很少受到其余因素的影响。
我国为什么要发展特高压
一直以来,中国就是有着十几亿的人口大国,对用电的需求一直很大,随着近几十年我国经济突飞猛进,各行各业对电力的消耗也是非常巨大的。
说到这里,想问一下各位:除了突发情况之外,您家有多久没停电了?
在以前,由于我国电力不发达,为了保证工业生产,对居民用电就要精打细算,一旦出现电力资源不足的情况,停电是常有的事情,有时候一停就是几个小时甚至多半天的时间。特别是在炎炎夏日,停电之后的燥热成为了很多80、90后不可磨灭的回忆。
出现停电的情况,主要原因在于我国的资源和电力负荷不均衡。
从地图上我们能够看出,我国主要的发电资源主要集中在西部,而电力负荷最大的在中东部地区。
石油集中在东北、西北等地;风力发电主要以西北为主;煤炭主要集中在山西、陕西、内蒙古西部等地;全国三分之二的可开发水电资源,集中在四川、云南、西藏等地。
简单的说,发电的源头在四面八方,用电的地方却在中部和东部。这就导致电力的调配非常麻烦,西部有电发不出去,东部就要面临限电的问题。
将西部的电力资源输送到东部,需要跨越2000公里以上的距离,想要解决这么长距离的资源输送,就需要用到特高压技术。
除此之外,我国作为生产工业大国,工业企业的用电量是非常巨大的,尤其是重工业的电能需求更大,但以往的超高压输电已经无法解决我国的用电需求,电力的匮乏会抑制工业的发展,我们不能让电的问题成为我国经济发展的阻碍,发展特高压输电技术也是必然的。
我国的特高压技术有多厉害?
1、输电距离、输电量世界之最
我国特高压输电线路建设总共经历了4个阶段:2006年至2010年为试验阶段、2011年至2013年为第一轮建设高峰、2014年至2017年为第二轮建设高峰、2018年至今为新一轮重启阶段。
自2006年我国第一条特高压交流输变电工程(晋东南-南阳-荆门)建设以来,我国特高压输电距离累计超过3.5万公里,目前在建的特高压输电线路距离约7148公里,每一条新建的特高压线路都在刷新着自己留下的世界纪录。
就拿开头提到的昌吉-古泉±1100千伏特高压直流输电工程来说,创下了四项世界纪录:输送量第一、电压级别第一、输送距离第一、技术水平第一。
2、特高压技术的核心设备,不但打破国外垄断,甚至还领先世界
使用特高压输电技术,离不开一些核心设备,例如换流阀、换流变压器、平波电抗器、直流滤波器、特高压节能导线等。在这方面,中国的制造技术处于国际领先地位。
就拿换流变压器来说,它是整个直流输电系统的“心脏”,我国自主研制的±800kV特高压直流换流变压器,创造了世界单体容量最大、技术难度最高、产出时间最短的世界纪录。
巨大的换流变压器重达四五百吨,如何运输安装就是难题,更不要说后期是安全稳定运行,高效输送电力。
除此之外,为了降低特高压输电过程中的损耗,我国的特高压节能导线导电率从从61.0%IACS提高到63.5%IACS。不要小看这一点点超越,实际使用的话,每年可降低电力输送损耗几十亿度。
3、从国内输送到国际输送,我国制定的特高压技术标准,已经成为了国际标准
随着特高压技术的不断成熟,我国的特高压技术走出国门,开始在世界各地落户。
就拿巴西美丽山特高压直流输电工程来说,这是中国首个在海外的特高压直流项目,将美丽山水电站超过三分之一的电能输送至巴西东南部,满足1600万人口的年用电需求。整个项目的建造过程完全按照中国标准进行。
不仅如此,我国先后与菲律宾、葡萄牙、澳大利亚、希腊、俄罗斯等国合作,开始了特高压输电的全球布局。
在特高压技术领域,我国制定的国际标准14项,国家标准50项,行业标准73项,全世界都在使用中国制定的这套标准。
我国特高压技术的发展,离不开那些呕心沥血的科研工作者
在以前的输电领域,我们一直跟在西方国家的后面,从低电压输送到高电压输送的,我们甚至比西方发达国家晚了40年。
一直以来,我们备受西方国家的技术封锁,甚至还要遭受别国专家的白眼。我国专家到美国特高压实验室考察时,被要求不能记录,不能拍照,各项核心数据更是一个都看不到,受尽了屈辱。
我国的科研工作者并没有放弃,而是迎难而上,在特高压技术的研究之路上,从零开始埋头苦干,不断突破技术封锁,从白手起家到国之重器,一步一步走到领先世界的位置。
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