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起步落后世界80年!中国电网如何逆风翻盘?

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编辑/国际能源网团队

中国的电力事业起步比西方国家晚了80年,如今,我国已经建成世界上规模最大的全国互联互通的电网。从新中国成立之时全国发电装机仅185万千瓦到现在28.5亿千瓦(截至2023年11月)。中国电力事业的发展另世人震惊!

从“烂摊子”上起步

新中国的电力事业是从旧中国的落后、弱小、破碎的“烂摊子”上起步的。

1949年新中国成立时,全国的装机容量只有185万千瓦,仅相当于现在的两台机组。2023年11月,全国累计装机是28.5亿千瓦,是1949年的1540多倍。1949年全国发电量49亿千瓦时,2023年全年发电量达到89091亿千瓦时,约是1949年的1818倍。改革开放前,330千伏已是电网的最高电压等级。如今,中国已拥有多条世界上最高电压等级的±800千伏直流输电和1000千伏特高压交流输电线路。

1953年至1957年实施的第一个五年计划,电力发展目标是装机容量205万千瓦,发电量到期末的1957年达到159亿千瓦时。这目标也是只相当于今天普通电厂两台机组的水平。1952年我国建设的第一台高温高压热电机组是黑龙江富拉尔基热电厂,单机容量只有2.5万千瓦,设备还是由苏联援助。

到1978年改革开放前,我国电网的最高电压等级是1972年6月6日建成投产的西北电网龙羊峡—天水—关中的330千伏交流输电线路。其余都是220(110)千伏以下的电网。我国自行设计施工的220千伏输电线路是丰满—虎石台—李石寨线路,1954年1月27日建成投产,丰满水电站开始向鞍钢供电。

经过一个多甲子的时间和几代电力人的努力奋斗,我国已经建成世界上规模最大的全国互联互通的电网,拥有世界上最高电压等级的±800千伏直流输电和1000千伏特高压交流输电线路,且迄今从未发生过像美国、欧洲、非洲电网曾发生过的大面积停电事故。

这是值得中国人民自豪的骄人业绩,也是中国电力战线上广大职工一代代努力的结果。还特别应该记住李鹏、黄毅诚、曾培炎、姚振炎、史大桢等能源、电力的老一代领导及林宗棠、陆燕逊、孙昌基等电力设备领域的领导同志对我国电力发展做出的特殊贡献。

改革开放让电力技术实现升级

1978年我国实施改革开放政策以来,中国有机会接触到发达国家的电力技术和装备,也让我们看到了自己的差距。从20世纪80年代初期开始,我国引进了大量先进的发电装备和技术,通过消化吸收再创新,我国的电力技术迈上了一个新的台阶。

彼时,国家外汇十分短缺,因此每一项引进技术的用汇指标都要经过审批。全部引进技术的外汇指标都集中到国家计委外资司管理。当时外资司负责技术引进外汇的是谢仰安。引进技术的申报和执行都是由电力工业部和机械工业部负责,国家计委负责最后审批。在这一时期,从变压器、高压开关、避雷器、充油电缆到绝缘器材、电缆接头,与输变电有关的设备制造技术都引进过。

1981年通过全套购买国外的设备和技术,我国建成了第一条500千伏交流输电线路,从河南平顶山到湖北武昌,以解决武汉钢铁厂一米七轧机的电力稳定问题。

1984年建成了第一条自行设计、建造的元锦辽海500千伏交流输电线路,从元宝山电厂经锦州、辽阳到达海城。这条线路所使用的设备几乎都是我国用引进技术第一批自行生产的装备,因此充油电缆漏油、变压器漏油等质量问题不断。当时平顶山高压开关厂用引进技术生产的六氟化硫断路器还发生过爆炸。

1989年,中国第一条±500千伏直流输电线路——葛洲坝至上海的葛沪直流建成投入使用。这条线路的装备和技术都是全套购买自BBC公司的产品,后来BBC公司与阿西亚公司合并,就是现在的ABB公司。我国±500千伏和后来的±800千伏特高压直流都是在这个基础上发展起来的。

在电力行业中还有一项重大的技术引进项目,是从美国西屋公司引进30万、60万千瓦发电机组。此前我国自行生产的发电设备最大是12.5万千瓦的双水内冷发电机组和20万千瓦发电机。

“文革”期间,国家也安排了东方电力设备公司等攻关30万千瓦发电设备,但还没有生产出来。从西屋公司引进的30万千瓦和60万千瓦发电机组为我国发电装备的升级换代发挥了重要作用。

说起美国的西屋公司,这是一家对中国电力装备提供过重要技术的公司,当然这家公司现在自身已逐渐衰落。在全国解放前,国民党政府就派出了200多人到美国西屋公司实习,这些人中的大部分后来成为我国电力装备行业和电力行业的骨干。

改革开放后,我国又从西屋公司引进了30万千瓦和60万千瓦发电装备技术。第一个依托工程是山东石横30万千瓦电厂和安徽平圩60万千瓦电厂。这项技术的引进使我国的发电设备制造技术上了一个新的台阶。现在AP1000三代核电技术也是从西屋公司引进的。

20世纪80年代初,为了实现一批重大工程项目装备的国产化,国务院设立国务院重大装备办公室,设在国家经委,由国家经委副主任林宗棠同志担任办公室主任。林宗棠同志是当年在一机部沈鸿副部长领导下,上海重机厂万吨水压机的设计师,他后来当了第一任航空航天部部长。

据说最初国务院重大装备办公室是要设在国家计委的,由于时任国家计委主任宋平同志的推辞,建议设在了国家经委,国家计委作为组成成员单位参加工作。我就是以国家计委工作人员的身份参加国务院重大装备办的工作。江泽民、李鹏同志等当时都是国务院重大装备领导小组成员。

在最初确定的12大成套装备中涉及电力装备的有葛洲坝到上海的±500千伏直流输电线路,500千伏交流输变电设备,秦山核电站设备,三峡工程设备和30万千瓦、60万千瓦发电设备。

构建全国一张网

1999年前,我国电网仍是各区域电网互不相连状态,各管各的。此后陆续完成了东北电网与华北电网、华中电网与西北电网等的互联互通,乃至完成了海南岛与大陆的联网、大陆向港澳的供电。

到了1999年,我国已经形成东北、西北、华北、华东、南方联营公司电网,但是山东、福建、四川(含重庆)、海南和新疆、西藏自治区都是和周边省区互不相连的独立电网。东北、西北、华北、华东、南方联营公司电网以及川渝电网也都互不相连。200万千瓦以上装机的电网系统有11个。

在地广人稀的新疆和西藏自治区,区内又分为若干个小的地方电网。如西藏自治区最初只有拉萨和日喀则相连的藏中电网,林芝、昌都、阿里都是独立的小电网。在新疆,有以乌鲁木齐为中心的北疆电网和库尔勒为中心的南疆电网,奎屯以西的伊犁地区的电网互不相连,一个区内存在若干个独立的小电网。那时候远未形成全国互联互通的统一大电网,各个电网自己管自己的事。

再进一步细看,全国还有那么多的小水电县,归水利部门管。有一年黑龙江有一个军工企业发生群体性事件,朱镕基总理带队去黑龙江处理,在黑龙江省汇报中特别提到了林区的困难,才知道林区的电网电力部门不管,由林业部门管理,也是一个独立的电网,后来林业困难了,无钱对林业电网改造和发展。

汶川大地震发生后,阿坝州的电网叫牧业电网,由农业部门管,也不归电力公司管。

在争论特高压问题时,反对特高压的人强调分层分级管理的问题。当时的状况是各自独立管,所以要把这些分散、独立的大大小小的电网建设成在全国范围内能够互联互通互供的统一大电网。

东北电网与华北电网相联结

01

首先在2001年5月,建成了辽宁绥中至河北姜家营一回500千伏交流线路,使东北电网与华北电网相连,东北电网和华北电网成为一个同步大电网。但两大电网靠一条500千伏交流线路相连着实太脆弱,所以后来又断开,在高岭建了±500千伏直流背靠背的换流站,把东北电网和华北电网联结成一个异步电网。

华中电网与西北电网相联结

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灵宝换流站于2003年2月开工建设,2005年4月11日直流系统成功解锁,实现了华中电网和西北电网的联网。2005年8月,灵宝换流站正式投入商业运行。

将华中电网与西北电网相连,是通过河南灵宝到陕西临潼的输电线路连接。西北与华中联网河南灵宝背靠背换流站扩建工程2009年12月14日正式投入商业运行。

2013年11月又建成了陕西宝鸡到四川德阳的±500千伏直流输电线路,使西北电网与华中电网联结成异步电网,四川水电开始输往西北。

华中电网与南方电网相联结

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为了解决向广东送电1000万千瓦的问题,2000年8月,根据李鹏委员长提议,建设从三峡到广东的±500千伏直流输电工程(湖北荆州至惠州博罗响水镇)。2004年6月三峡到广东±500千伏直流投产。华中电网与南方电网成为互联的异步电网。

华中电网与川渝电网相联结

04

位于四川的二滩水电站在建成之时遇上了亚洲金融危机,受此影响,用电需求处于低潮,二滩的水电不能有效消纳。三峡电站电原定的输电方案是由三峡向重庆供电,由于电力疲软,决定三峡电站的电不再输往重庆,而改由消纳二滩的电力。

后来经济又恢复了高速增长,用电负荷急剧上升,重庆开始缺电,重庆市市长王鸿举因此找到我,责怪为什么三峡不向重庆供电?此乃此一时,彼一时也。为了有效消纳二滩电力和四川在丰水期的水电,决定建设三万线,从三峡到重庆的万县,建设一条500千伏交流输电线路,将川渝电网与华中电网联结成一个新的同步华中电网。

浩浩荡荡的三峡工程

05

三峡工程位于祖国的中部,其首要功能是生产出大量的清洁电力,在当时中国缺电的情况下,是十分宝贵的资源。三峡周边的省市都争抢着要分三峡的电。

最初三峡分电的范围包括向西输往重庆地区,其余的基本上是沿江向华中、华东地区输送,包括湖北、湖南、河南、江西、安徽、江苏、上海、浙江。规划的第一条输往华东电网的是三常线(三峡龙泉至常州)±500千伏直流线路。此外还有三沪线(湖北宜都至上海青浦华新镇)等。后来根据形势变化,在2000年8月北戴河会议决定,建设三广线,从湖北荆门至广东惠州博罗县。

但是三峡工程建成的时候恰逢用电低谷时期,许多省市纷纷表示难以接受三峡送来的电力。重庆代表说,重庆为三峡移民作出了牺牲,应该分三峡的电。现在说重庆为三峡移民做出了巨大的贡献,不能接受三峡的电。再后来重庆地区主要消纳四川二滩电站的水电。但是后来用电又紧张了,特别是在枯水期缺电,重庆就责怪为什么不给重庆送电?

河南省代表说自己是以火电为主,不需要三峡的电。江西省代表说自己是一个农业小省,用不了多少电。安徽代表也说自己是农业大省,而且有两淮煤矿,自己的火电够用,也不需要三峡的电。只有江苏、上海、浙江始终对三峡的电。

如此棘手难题不得不让国家发改委基础产业司的王骏牵头,成立三峡分电小组,将三峡电力以年为单位分配到各省市。三峡工程建成后国家组成三峡工程验收委员会,分成两部分进行验收:一部分是三峡枢纽工程,另一部分是三峡输电工程。

在供电紧张的时期,湖北省代表团曾有人质疑为什么要把三峡的电力远送到华东地区?为什么不能留在湖北发展湖北经济?究其内在原因是,三峡发的电在丰水期和枯水期相差悬殊。在丰水期可以发到近2000万千瓦电力,而在枯水期仅有550万千瓦左右。要解决这一丰枯期的巨大缺口,必须在湖北建设1000万千瓦以上的火力发电来平衡,但在丰水期时这1000万千瓦的火电又将停发,这是非常不经济的,只有互联互通互供才是解决问题的正确之道。

南方电网成型

06

南方电网形成之前叫南方联营公司。广东省的电力资产主要是广东省的地方资产,不属于国家电力公司。由于广东省经济的快速发展,缺电非常严重,成为常态。广东电力此前就在天生桥一级、二级电站投资,获得一定份额电力,并正在建设天生桥到广州的±500千伏直流输电线路。2000年8月北戴河会议中央决定实施西电东送工程,在“十五”期间由云南、贵州向广东送电1000万千瓦。大规模的南通道西电东送工程就此展开。

经过“五大战役”,提前完成了向广东送电千万千瓦的任务。“五大战役”全部完成后,南方电网公司西电送广东总的通道输送能力达到1088万千瓦,至2004年9月,“五大战役”所有电网项目圆满完成,比原计划提前了15个月。在电力体制改革中南方电网就此形成。

华北华中喜结连理

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国家电网公司提出从山西的晋东南建设一条1000千伏特高压交流输电线路到湖北荆门,使华北电网和华中电网联结成一个同步大电网,进而再形成华北、华中、华东的“三华”同步电网。这样做的一个好处是可以在枯水期将华北的火电送往华中,而在丰水期可将在华中地区三峡、四川等水电站的水电送往华北。

但是建设1000千伏特高压交流输电工程引起了争议,有一部分人反对建设晋东南至湖北荆门的1000千伏特高压交流输电工程,反对形成“三华”同步电网。但是经过反复论证,国家发改委还是报经国务院同意,批准建设了从山西晋东南到湖北荆门的1000千伏特高压交流输电线路。目前华北电网和华中电网已经形成一个同步大电网。但是仅靠一条1000千伏特高压将华北电网与华中电网相连仍显不够坚强。

建设青藏联网工程

08

从青海格尔木建设一条±400千伏的直流输电线路到西藏拉萨,从此西藏电网与西北电网相连,不再成为孤网。

青藏联网工程是经过反复论证和思考的。西藏始终保持了一个清洁能源电力市场,没有燃煤火电站,仅有少数应急的燃油机组。

西藏高原空气稀薄,火力发电厂出力受到影响,在那曲建燃煤火电厂的想法也就放弃了。

但是由于水力发电的丰枯季节差,西藏以水电为主,丰水期没有问题,枯水期严重缺电。随着青藏铁路的建成,西藏的经济社会发展加速,电力短缺的问题比较严重,特别是在枯水期显得尤为突出。经过反复论证,为一劳永逸解决西藏的供电问题,还是应当建设青藏联网工程。在枯水期由西北电网向西藏供电;在丰水期,如果今后水电在西藏进一步发展,有富余电力可以向西北供电。

新疆电网与西北电网结盟

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早在电力体制改革前,国家电网公司尚未成立,将西北电网升级改造为750千伏高压输电网。2010年7月22日建成了乌吐哈750千伏输电工程,年底完成了哈密至甘肃永登750千伏输电线路,实现西北电网与新疆电网相联。

西藏内部电网成型

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西藏电网最初是从拉萨和日喀则这两个西藏最重要城市发展起来的。1950年西藏和平解放以后,中央政府最初是从重庆电力部门抽调人员帮助西藏进行电力建设。拉萨、日喀则地区逐渐联结成藏中电网,山南地区也连接进藏中电网。

林芝地区、昌都地区和阿里地区由于距离太远,都是独立的小电网。后来利用农网改造的机会,将拉萨和林芝电网连在一起,形成了拉萨、日喀则、山南、林芝地区这几个西藏最重要的人口和经济集中地的藏中电网。但是由于昌都地区和阿里地区距离遥远,仍然是独立的小电网。

新疆电网统一

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首先是将乌鲁木齐地区和南疆库尔勒地区联结成一个电网,伊犁地区的电网仍然是独立的。后来通过修建恰甫其海水利枢纽工程和吉林台水电站,从奎屯修建输电线路到伊犁地区,形成了全疆互联互通的统一电网。

海南电网摆脱孤岛

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海南岛原是一个孤岛电网,与广东并不相连。电力体制改革组建南方电网,南方电网覆盖的范围是贵州、云南、广西、广东和海南。后来时任海南省委书记的汪啸风同志给曾培炎同志打电话说,我们海南岛是一个独立的电网,进入南方电网没有实质性的意义,除非将海南岛和广东电网连接起来,才能真正融入南方电网。

曾培炎同志答应南方电网组建后将建设从湛江到海南海口的海底电缆,将海南与南方电网实现物理相联。南方电网成立后兑现承诺,虽然造价较高,仍然建设了广东到海南的500千伏海底输电线路,目前容量并不算很大,只有60万千瓦,但是海南电网与南方电网的相连,自此除台湾岛外全国各省份形成互联互通的统一大电网。

2015年7月23日,南方电网主网与海南电网第二回500千伏跨海交流联网工程项目获国家发改委正式核准批复。联网二回工程建成后,联网输送能力将达到120万千瓦,解决海南电网“大机小网”问题,将有利于提高昌江核电机组运行安全经济性以及海南电网安全可靠运行能力。

省间电网并入大电网

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由于山东经济发展快,电力不足,在山西建设的王曲电站向山东点对网供电,后来建设宁夏宁东至山东青岛±660千伏直流输电线路,山东电网已经融入华北电网。福建省与浙江省电网相联,融入到华东电网。

金沙江水电基地电力输送

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金沙江发源于青藏高原,流入云南省,在云南省境内称金沙江中游,金沙江下游是云南省和四川省的界河。在金沙江下游规划有向家坝、溪洛渡、白鹤滩和乌东徳4个大型水电站,装机容量总和接近于两个三峡,是我国重要的水电基地。

金沙江水电开发规划时,电力体制尚未改革,统一由水电部管。但是在金沙江水电基地开始建设时已经形成了国家电网公司和南方电网公司两家电网公司。国家电网公司希望金沙江下游的水电能够全部由国家电网公司区域内消纳,而云南省和南方电网公司认为,云南省电力已划入南方电网,金沙江云南省一侧的发电机组的电力应向云南省、南方电网输送。

金沙江右岸机组通过建设向上直流(向家坝至上海奉贤)送往华东地区;金沙江左岸电力则由南方电网送往广东地区。向上直流是我国建设的第一条±800千伏特高压直流线路。

大陆向港澳供电

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早在大亚湾核电站建设时,香港的中华电力就是主要股东之一,大亚湾核电站的电力有相当一部分要送往香港。大亚湾核电站的建成实现了向香港的供电。但是香港仍有600万千瓦左右的燃煤电厂。香港地区面积狭小,燃煤电厂不仅有排放问题,而且堆煤场和固体废物也将占据一定的面积,而香港的土地资源十分宝贵。

当时,邱腾华先生是香港环境局局长。他们的环保意识很强,有计划要淘汰香港的燃煤电厂,希望能增加从大陆购电,逐渐淘汰香港的燃煤电厂。经请示中央,中央政府希望香港特区能保持繁荣稳定,对香港方面提出的要求尽可能予以满足。

澳门方面主要是燃油发电机组,而且装机容量比香港小得多,他们对从大陆购电一直持积极态度,在当时高油价情况下曾表示可以考虑放弃所有燃油发电,全部改由从内地购电。

回首我国的电网发展历程,在辽阔的国土上,从世界屋脊的青藏高原到南海之滨的海南岛都由一个互联互通的电网覆盖了。这真是一个伟大的世纪工程。

如果你现在到西藏,在夜晚,拉萨的八廓街灯火通明,和内地的大城市没有什么两样。再到国外看到一些发达国家的老旧电网,真为我们国家的建设成就而自豪。

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