_王 俊 _吉 民
图:南阳站之晨
1879年,美国制成黄麻沥青绝缘电力电缆,用其点亮了白炽电灯,人类历史从此掀开新的一页。130年后,中国完成了世界电力技术“跟跑者”向“领跑者”的角色转换,建成投运1000千伏晋东南-南阳-荆门特高压交流试验示范工程,打开了世界电力史的又一扇大门。而今,该工程扩建工程即将于年底投运,使特高压在朝阳下迸发出更加绚烂的美。
在输电技术从低压向高压发展的过程中,西方发达国家的电力发展水平一直领先中国。每一个新电压等级线路的投运,如110千伏、220千伏、500千伏线路等,中国都要晚于西方发达国家20年左右。750千伏电网的建设,中国更是晚了西方近40年。但是,自750千伏电网建成之后,中国的电网建设就进入了跨越式发展阶段。特别是拥有自主知识产权的特高压输电线路商业化运营成功,一举使中国攀上了世界电力技术的最高峰。
虽然中国一向有地大物博的美名,但一次能源和电力负荷分布极不均衡。全国2/3以上的可开发水能资源分布在四川、云南和西藏,2/3以上的煤炭资源分布在山西、陕西和内蒙古。西部能源基地与东部负荷中心距离过远,在500~3500千米左右。这就决定了全国电力必须跨区域大规模流动,即“西电东送”、“水火调剂”,以解决能源与消费逆向分布难题。
500千伏输电线路是承担“西电东送”重任的主力军。1000千伏特高压输电线路与500千伏交流输电线路相比,自然输送功率是其5倍,电阻损耗是其1/4,单位输送容量走廊宽度是其1/3,单位输送容量综合造价是其3/4,优势明显。可见,发展具有远距离、大容量、低损耗输送电力和节约土地资源等优点的特高压电网是中国的必然选择。
“发展特高压电网是建设坚强智能电网的基础。”国家电网公司总经理刘振亚的这句话,揭示了中国选择特高压的另一个深层次原因。
智能电网是未来电网的发展方向。按照国家电网公司规划,我国将建设“中国式智能电网”。所谓“中国式智能电网”,指的就是以特高压为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、数字化、自动化、互动化特征的统一的坚强智能电网。所以说,特高压网架是智能电网的强大物理基础,要发展智能电网,就得先建设特高压电网。
早在上世纪七八十年代,苏联、美国、意大利、日本、巴西、加拿大等国就先后开展了特高压交流输电技术的试验研究或工程实践,但后来均因政治及经济原因停止了试验或降压运行。因此,国家电网公司建设特高压工程没有现成经验可供借鉴,必须结合国内电网实际情况和发展趋势走出一条适合国情的自主创新之路。
穿越时光隧道,让我们重回2004年。那一年12月,国家电网公司站在国家能源战略发展高度,提出了发展特高压电网以实现更大范围内资源优化配置的构想。在向国务院有关领导汇报情况并得到支持后,国家电网公司随即成立了特高压电网工程领导小组,负责特高压工程可行性研究。2005年9月,工程可行性研究通过评审。
2006年8月9日,国家发展改革委正式核准1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程。经过800多天的建设,该工程于2009年1月6日正式建成投运。两年多来,它表现非凡,显著增强了华北、华中电网之间的电力交换及两地能源资源的优化配置。
更具重要意义的是,该工程设备国产化率超过90%,标志着我国全面掌握了特高压输电核心技术和全套设备制造能力,在世界电网科技领域实现了“中国创造”和“中国引领”。
除了发展交流特高压外,我国对直流特高压建设也极为重视。2008年12月18日,向家坝—上海±800千伏特高压直流输电示范工程开建。2010年7月8日,该工程投入运行。这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,由我国自主研发、自主设计和自主建设,代表了世界高压直流输电技术的最高水平。它的投运,也标志着我国进入了特高压交直流混合电网时代。
1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程北起山西长治、南至湖北荆门,在河南境内的输电线路长达352千米,占总长的54%。其中,长治、荆门两站是变电站,南阳站是开关站(未升级前)。南阳站是世界上结构最复杂的开关站,其站内架构的数量和钢材使用量均超过了另外两站之和的2倍。
2006年8月20日,南阳站在方城县赵河镇奠基,省电力公司就此拉开了建设特高压电网的大幕。
省公司在南阳开关站施工中,创造了6个第一:在全线率先完成高抗安装;率先通过试验,具备受电条件;率先完成HGIS设备安装;率先完成全部高抗安装并通过试验;率先完成全部主设备安装;主设备全部率先通过试验具备受电条件。同时,在线路施工中,也创造了4个第一:在全线第一个入场施工;第一个完成首基铁塔基础浇制;第一个完成整标段组塔施工;第一个完成整标段导线放线。这10个第一,是对省公司倾力建设特高压电网的最好注解。
2011年1月6日,值晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程成功投运并保持安全稳定运行两周年之际,国家电网公司宣布对其进行扩建。扩建后,该工程可新增变电容量2×300万千伏安;南阳站将由开关站升级为变电站,使特高压输送的清洁电能在河南实现落地。
在稳步实施南阳站扩建工程的同时,省公司将以“承接特高压,服务大中原”为战略目标,努力做好1000千伏晋东南—南阳—荆门二、三回线,新疆哈密至郑州特高压直流工程和豫北特高压交流工程前期工作,力争早日为中原经济区建设提供坚强可靠的能源保障。