中國特高壓工程 領先全球的「電力高速路」

  只用0.005秒,就可以把青海的綠色能源輸送到1,500多公里之外的河南;一秒的輸電量足夠一個家庭使用兩年……這就是特高壓輸電工程。

  特高壓技術有「電力高速路」之稱,是中國製造的金漆招牌之一。從2009年首個特高壓工程投運到目前,中國已建成19條特高壓交流線路、20條直流線路,輸電長度超過4萬公里,是「西電東送」的能源主動脈。

何為特高壓 ?為何必須採用特高壓?

  一般來說,輸電電壓分高壓、超高壓和特高壓。特高壓輸電技術是指交流1,000千伏、直流±800千伏及以上的輸電技術。  

  與高壓和超高壓相比,特高壓有傳輸效率高、輸電距離遠、線路損耗低、節約土地等優勢。例如在輸送相同功率的情況下,1,000千伏特高壓交流和±1,100千伏特高壓直流的輸電距離,分別是500千伏輸電線路的4倍和5倍,而線路損耗則只有25%。

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在安徽省蕪湖市,西電東送特高壓通道工程與晨霧、山巒、鄉村交相輝映,呈現出如水墨丹青般的美麗畫卷。(圖片來源:視覺中國)

  直流、交流又如何理解?簡單來說,特高壓直流用於超遠距離、超大容量的點對點的傳輸,不能形成網絡,就好像是「直達航班」。特高壓交流則可以形成網架結構,電力的傳輸、交換、疏散都十分靈活,就好像是「公路交通網」。兩者在不同場景下形成互補。

  中國80%以上的能源資源分布在西部、北部;但70%以上的電力消費集中在東部、中部,因此催生「西電東送」這個超級工程。為了提高輸電效率、實現跨區域遠距離傳輸,特高壓輸電技術的發展成為必然。

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突破技術難題 從落後到引領全球

  特高壓不是高壓電網的簡單放大,而是關鍵技術和配套設備質的提升,被稱為是輸電領域的「珠穆朗瑪峰」,技術難度大。

  自上世紀60年代開始,美國、日本、蘇聯等發達國家就相繼進行過特高壓輸電技術研究,並陸續有項目建設投入使用。但由於技術挑戰、運營效益等問題,最終降壓或停止運營。

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川渝特高壓交流輸電工程,是國家重點工程,也是海拔最高的交流特高壓工程。圖為工程人員架設線施工。(網上圖片)

  但中國並未放棄,數十間科研機構和高校、200多家設備制造企業、500多家建設單位、幾十萬人參與特高壓基礎研究、技術研發、設備研制、系統設計、試驗驗證、工程建設和調試運行等工作,先後攻克了310項關鍵技術。

  「不逼上絕路,不知道創新潛力有多大。」有「特高壓之父」之稱的劉振亞曾這樣感歎。目前,中國建成了世界上電壓等級最高、技術最先進、功能最完備的特高壓試驗研究體系,研製出了世界上電壓等級最高、容量最大的單體變壓器。在相關領域扮演引領者角色。

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高空架線 穿越無人區 克服建設難關

  除了技術難題,特高壓工程還面臨艱辛的建設難關,要克服施工無人區、地理無人區的雙重挑戰。

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建設特高壓輸電工程,往往要克服施工無人區、地理無人區的雙重挑戰。圖為電網員工從西藏阿里徒步前往下一工作點。(圖片來源:視覺中國)

  例如全長1,901公里的金上至湖北特高壓,途經西藏、四川、重慶、湖北4個省份,是世界海拔最高的特高壓直流輸電工程。

  該工程的其中一段,是要在最陡坡度達到65度的「刀背梁」上建設113座基鐵塔。為了將架設鐵塔所需的近7.5萬噸物資運入深山,施工隊修建了6條共36公里長的道路。為最大程度保護生態環境,除必須修建臨時道路的地段外,其余點位都採用索道運輸,前後修建了82條、累計長度超過60公里的運輸索道。

  又如川渝特高壓輸電工程,其中一段要翻越甘孜折多山,高空架線成了難度最大的環節。施工隊伍在崇山峻嶺中完成62座鐵塔組建及架線任務。平均施工海拔達4,058米,含氧量僅有平原地區的60%,條件之艱苦、施工之艱辛可想而知。

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在甘孜州康定市小天都水電站附近,施工人員正在進行川渝特高壓工程輸電線路間隔棒安裝作業。(網上圖片)

4萬公里綠電天路 保障全國電力供應

  自2009年1月,中國第一條特高壓輸電工程正式投入運行;截至2023年底,中國共建成特高壓交流線路19條、特高壓直流線路20條。輸電長度超過4萬公里,總輸送電量超過3萬億千瓦時,電力輸送技術達到世界領先水平。

  近些年來,世界上很多國家都發生過大面積停電事故。但在中國,近幾十年不但沒有發生過大面積停電事故,而且電網安全運行水平、供電可靠性均位居世界前列。這一條條「綠電天路」,正是電力供應的有力保障。

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