特高压重要环节
发电环节
未来5年上海三成电力来自“特高压”

今天上午,华东电网基建工程人员正抓紧开展500千伏练塘-泗泾输电线路的放线工作,为未来直接承接特高压电网的电力送入上海打下基础。据规划,华东电网将形成沪苏浙皖特高压受端环网,并通过四个特高压通道接受区外来电,同时特高压网架将覆盖华东电网四省一市。到2015年,上海将有近三成的电力来自清洁、高效、优质的特高压电网。

截至去年底,我国自主研究、设计和建设的向家坝-上海±800千伏特高压直流输电示范工程已安全稳定运行近半年,向华东电网输送电量58.91亿千瓦时,上海受电23.1亿千瓦时。向家坝-上海±800千伏特高压直流输电示范工程则是世界上输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进、电压等级最高的直流输电工程,其输送能力达到700万千瓦级,每年可向上海输送350亿千瓦时清洁水电,相当于上海全年用电量的30%。

据了解,“十二五”期间,国家电网将把特高压发展作为重中之重,建设联接大型能源基地与主要负荷中心的“三纵三横”特高压骨干网架和13项直流输电工程,形成大规模“西电东送”、“北电南送”的能源配置格局。到2015年,华东电网全社会装机、用电量和最高用电负荷将分别达到2.86亿千瓦、1.45万亿千瓦时和2.53亿千瓦,将分别比2010年增长36%、50%和52%。“十二五”期间,华东电网将新建500千伏变电容量1.31亿千伏安,线路长度1.03万公里,分别比“十一五”末期增长69%和43%。

到2015年,上海特高压电网和500千伏电网通过4个通道相连,2座500千伏从环网深入中心城区。届时,上海将有近三成的电力来自清洁、高效、优质的特高压电网。

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变电环节
上海电网未来新建2座1000千伏特高压变电站

未来五年,上海电网的规模、吞吐能力将在“十一五”的基础上增加50%,基本建成与国际大都市相适应的一流城市电网。

据介绍,“十一五”期间上海电网新建了静安(世博)站、亭卫(漕泾)站等5座500千伏变电站,形成了双环六通道支撑的500千伏主网架以及382座220千伏及以下变电站,有力地保障了上海经济和社会的稳定发展。

未来五年内,上海电网将新建1000千伏特高压变电站2座,新增变电容量900至1200万千伏安。到2015年,上海电网500千伏变电站将达到15座,500千伏主变达到40台,总变电容量达到4040万千伏安;220千伏变电站将达到140座,总变电容量达到6346万千伏安。上海电网将形成以两个1000千伏交流特高压站点为核心,以现有500千伏双环网加上扩大南外半环为基础的骨干网架,通过网络结构的优化和电力吞吐能力的提升,提高上海500千伏主网的受电能力、输送能力、联络能力和供电能力,实现500千伏电网与特高压电网的顺利衔接和协调发展。

另据了解,为实现安全、优质、清洁的电力供应,上海还将逐步进行智能变电站建设,推进变电站综合自动化系统改造和智能化升级,建设输电线路、电缆状态监测中心。

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输电环节
特高压再夺魁 直流输电项目总投资 超2500亿元

1月8日,2017年度国家科学技术进步奖公布。其中,“特高压±800kV直流输电工程”获得特等奖。

这已是特高压第二次获得该奖。“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”曾摘下2012年度国家科学技术进步奖特等奖。

据科技部网站,特高压±800kV直流输电技术是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电技术,是解决我国能源资源与电力负荷逆向分布问题、实施国家“西电东送”战略和电力跨区域大范围输送的核心技术。

该技术由160多家单位联合攻关,攻克了特高电压、特大电流下的绝缘特性、电磁环境、设备研制、试验技术等世界级难题。其中第一完成人为中国工程院院士、南方电网公司专家委主任李立浧。

1月8日,厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强对21世纪经济报道记者说,特高压输电可比肩高铁,“特高压直流输电应该获得这一奖项。它是全世界中我国独有的技术,但推广起来比高铁更难。”

21世纪经济报道记者初步统计发现,含示范工程在内,目前我国已建成13回特高压直流输电工程,最长输电距离达2383公里,最大额定功率达1000万千瓦,总投资已超2500亿元。

不过,业内人士指出,目前骨干网架基本建完,特高压直流输电市场已近饱和,对输配电高端生产企业来说前景不太乐观,需走出去打开国外市场。

年输电量超3000亿度

我国对特高压的研究可追溯至“十五”期间。

2005年2月16日,国家发展改革委下发《关于开展百万伏级交流、±80万伏级直流输电技术前期研究工作的通知》,特高压直流输电工程前期研究进入实质性阶段。

李立浧接受央视采访时指出,特高压直流输电技术在过电压抑制与外绝缘配置、直流系统构建、直流设备研制、超大容量直流接入电网的安全稳定控制、试验体系建设和直流集成技术等六个方面攻克了世界级难题。2010年,特高压±800kV直流输电云南——广东、向家坝——上海两个国家级示范工程建成投产。

中国电机工程学会推荐该项目的公示材料显示,两个示范工程至2016年12月输送清洁水电3092亿千瓦时,分别约为广州、上海2015年用电量的4倍和2倍。

第一个正式工程则是2012年底投产的锦苏工程,起点四川西昌欲龙换流站,落点江苏苏州同里换流站;最大输送功率720万千瓦,全长2095公里。

该获奖项目简介显示,特高压直流工程满足了我国东、中部地区的用电需求,推动西部资源优势转化为经济优势,促进东西部地区协调发展,使西南水电、西北风电太阳能资源的集约开发和大范围消纳成为可能,为加速能源革命、实现能源绿色低碳发展、应对全球气候变化奠定了技术基础。

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已建成9回特高压直流工程,输送总容量6360万千瓦,年输送电量超过3000亿千瓦时,其中清洁能源占比超过80%,每年减少东中部地区煤炭消耗1.7亿吨,减少二氧化碳排放2.6亿吨,是“大气污染防治行动计划”的主要输电通道。后续规划建设11项工程,输送总容量约1亿千瓦。

过去半年间,又有内蒙古锡盟-江苏泰州(锡泰)、内蒙古上海庙-山东临沂(上山)、云南大理-广东深圳(滇西北)、内蒙古扎鲁特-山东青州(扎青)等四个工程建成。

林伯强告诉21世纪经济报道记者,特高压输电必须满足远距离和大容量两个条件,很多国家无法满足,加上国家与国家之间比较复杂,该技术对外推广起来比高铁更难。

据国家电网消息,巴西是全球第二个拥有特高压直流技术的国家。当地时间2017年12月21日,由国家电网公司与巴西国家电力公司联合中标的巴西±800千伏美丽山特高压直流输电一期工程投运仪式举行。这条巴西第一条特高压直流输电线路,全长约2076公里,输送容量400万千瓦。

国内市场已近饱和

特高压直流输电的国产化率也颇有亮点。

据悉,向家坝-上海示范工程设备国产化率已达67%。到了锦苏工程,该比例提升至90%,且首次实现由国内负责特高压直流工程的成套设计。

中国电器工业协会副会长兼秘书长郭振岩曾参与“十一五”国家科技支撑计划课题“±800kV直流输电系统关键设备规范研究”。1月8日,他向21世纪经济报道记者表示:“总体来看,特高压交直流输配电不存在对产业格局产生重大变革的颠覆性技术,但在主设备关键技术的可靠性和成本方面还存在持续改进的空间。”

目前全球范围内,仅我国“±800kV特高压直流输电系统”、“1000kV特高压交流输电系统”处在商业运行阶段。综合来看,关键产品和装备的设计和制造能力相对处于国际领先水平,质量、大规模生产、长时间运行的一致性、稳定性和可靠性相对较高。

“我国特高压直流输电相关技术装备的制造水平总体上处于世界先进水平,核心基础零部件、关键基础材料、关键共性基础工艺等方面的对外依存度相对不高。”郭振岩说,零部件与材料少量需要进口供应,产品质量和可靠性与国际领先水平还存在差距,国内采购价格对比国外进口相对较低;关键共性基础工艺有待进一步提高。

但市场已趋饱和。1月8日,一位业内人士指出,经过近10年的发展,特高压直流输电工程骨干网架基本建完,新建需求很小,市场快饱和了。中国电力企业联合会理事长、国家电网公司原董事长刘振亚也于2017年9月公开表示,到2017年年底,纳入大气污染防治行动计划的“四交四直”特高压工程将全部投产。2018年几乎无工程可干。

林伯强分析称,特高压输电的建设要根据电力情况来部署。当年急需把西部的电送到东部,对特高压输电的需求比较急迫。现阶段每个省电力都过剩,电力公司都等着发电,对特高压输电的需求就没那么迫切,建设速度放缓。

这就要求相关企业走出去打开国外市场。郭振岩表示,就目前来看,我国特高压输电的变压器、高压开关、绝缘子、避雷器、控制保护装备等方面的装备技术基本处于国际领先水平,产品在国内市场占绝对优势,国际市场占有率也在逐年提高。

但在工程整体建设方面,与国际龙头企业相比还有一定差距。ABB、西门子、阿尔斯通等企业集系统设计到设备制造为一身,在国际直流输电领域多采用交钥匙工程方式,而国内系统设计和设备制造分别由不同的公司来完成,

“因此,对国内设备制造企业而言,几乎没有机会参与由这些国际企业在国外承揽的直流工程。”郭振岩说。

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调度环节
顾秀莲率中国工经联主席团第十次会议代表到国网调研

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>>更多最新要闻
李立浧牵头研发“电力高铁” 西电东送从“绿皮车” 到“复兴号”

在国家科学技术奖励大会上,由李立浧主导的“特高压±800千伏直流输电工程”,获得了2017年国家科技进步奖特等奖,实现了从中国创造到中国引领,为全球能源互联提供了中国方案。同时,该公司的“特大型交直流电网技术创新及其在国家西电东送中的应用”项目,获得2017年国家科技进步奖二等奖。

特高压领域摆脱西方技术封锁

我国80%的能源集中在西部,70%的能源消费集中在中部和东部,能源产出和消费地之间跨越了2000多公里。要让广东能用上西部的清洁电能,交流输电方案技术不可行。

“原来我们国家的±500千伏直流输电工程技术需要从国外引进,在实践过程中遇到了各种技术壁垒,因此我们决定要研究突破±800千伏直流输电技术,实现我们国家在这个领域的真正主导权。”李立浧介绍。

从2004年开始,在李立浧主持下,特高压±800千伏直流输电工程开始建设。这是我国在世界上首次提出发展特高压±800千伏直流技术。

如果说500千伏直流输电是普通“电力铁路”,那么特高压就是“电力高铁”,这对“路”的硬件软件要求都有极大的提高。李立浧结合自身数十年在直流工程建设运行的丰富经验,创新提出了重点从材料上突破,采用硅橡胶复合绝缘材料的技术路线,但由于当时尚无经验和产品,存在较大的技术难度与风险,争议较大。他带领科研团队,夜以继日,广泛搜集国内外的运行数据及资料,开展方案论证与研究,最终力排众议确定了硅橡胶复合绝缘是云广工程的最佳选择。

李立浧与项目团队组织了国内厂家在短短半个月时间拿出了试验样品,并研究制定了“全电压全尺寸”复合绝缘子污秽耐压试验验证方案,克服了国内不具备相关试验条件等困难,取得了试验成功。从云广特高压直流输电工程投产7年以来,从未发生过因外绝缘导致的设备安全和系统运行问题,充分验证了此技术路线的优越性。

李立浧介绍,通过160多家单位联合攻关,攻克了设备研制、系统控制等一系列难题,在世界首次研发了13大类73种主要电气设备,形成国家标准54项,行业标准38项。从引进到消化吸收,再到创新引领,中国在特高压领域已完全摆脱了西方的技术封锁,掌握了话语权。

去年全年节省发电标煤0.5亿吨

该项技术的提升就如同从“绿皮火车”提速到“复兴号”高铁那样,大大提升了西电东送的效率,极大地解决我国东西能源资源分布不均的问题,为全球能源互联提供了中国方案。

目前,南网已建成“8条交流、9条直流”共17条500千伏及以上西电东送大通道,最大送电能力超过3950万千瓦。其中,2009年12月28日,南方电网公司建设的世界上第一个±800千伏特高压直流输电工程,推动我国在世界电力领域成功迈上了一个重要的制高点,该工程跨越云南、广西、广东三省区,像一条电力超级“高速公路”,将水电资源丰富的西部地区和用电需求较大的沿海地区连接起来。

数据显示,2017年全年,南方电网公司西电东送累计输送电量达2028亿千瓦时,减少发电标煤0.5亿吨,相当于减少二氧化碳1.4亿吨,减少二氧化硫排放100万吨。预计到2020年,南方电网西电东送规模将达到6250万千瓦。2017年,南方电网可再生能源发电量占比达50.2%,全国领先。

>>更多  特高压历程
  • 1994年,武汉高压研究所建成我国第一条百万伏级特高压输电研究线段。
  • 2004年12月27日,国家电网公司党组会议提出发展特高压输电技术,建设以特高压电网为核心的坚强国家电网的战略构想。
  • 2005年1月11日,国家电网公司特高压电网工程领导小组及其办公室、特高压电网工程顾问小组正式成立。
  • 2005年1月25日,国家电网公司正式启动特高压工程可行性研究。
  • 2005年2月16日,国家发展改革委下发《关于开展百万伏级交流、±80万伏级直流输电技术前期研究工作的通知》,标志着特高压工程前期研究进入实质性阶段。
  • 2005年2月19日,国家电网公司正式启动第一批交流特高压工程关键技术研究项目。
  • 2005年2月24日,国家电网公司正式启动特高压骨干网架总体规划工作。
  • 2005年3月21日,国家电网公司总经理刘振亚向曾培炎副总理汇报发展特高压电网的工作情况,曾培炎副总理作出重要指示,并同意启动发展特高压电网的工作。
  • 2005年4月26~28日,国家电网公司和中国电机工程学会联合主办特高压输电技术国际研讨会。
  • 2005年4月26日,特高压输变电试验示范线路建设和输变电设备国产化方案被列入国家能源工作要点。
  • 2005年5月17日,国家电网公司召开特高压示范工程建设启动会议。
  • 2005年5月19日,国家电网公司正式启动交流特高压试验示范工程预初步设计。
  • 2005年5月29日~6月5日,国家电网公司总经理刘振亚率国家电网公司代表团赴日本考察百万伏级交流特高压输电技术。
  • 2005年6月3日,国务院总理温家宝主持能源领导小组第一次会议,在2005年、2006年能源工作要点中,明确提出制定好特高压输变电试验示范线路建设和输变电设备国产化等方案。
  • 2005年6月3日,国家电网公司发布《交流特高压试验示范工程主设备技术条件书(第一版)》。
  • 2005年6月7~11日,国家电网公司总经理刘振亚随曾培炎副总理访问俄罗斯,同时考察特高压输电技术。

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