中国这条“高速路”领跑世界

崔赫翾

2022年11月15日，在四川省凉山彝族自治州布拖县，国家电网白鹤滩至浙江±800千伏特高压直流输电工程四川段最后一个架线区段导线展放顺利完成，实现全线贯通，同时，也标志着白浙工程全线贯通。

不久前，白鹤滩—江苏±800千伏特高压直流工程竣工投产。作为我国“西电东送”工程的战略大动脉，这项跨五个省市、全长达2080公里的工程，只需要7毫秒就可以把水电从四川送至江苏。

7毫秒运送电力速度背后，正是中国领跑世界的特高压技术。每年数万亿千瓦时的电能通过长度超过4.8万公里的特高压输电线路，跨越祖国山河湖海，送往经济发展的第一线。

一根树枝引发的巨额损失

2003年8月，正值美国用电高峰期，一根高压电缆触到树枝导致俄亥俄州一家发电厂停摆，这场看起来不起眼的短路事件引发了蝴蝶效应——以北美五大湖为中心的地区发生大停电事故，5000万人突然陷入一片黑暗，甚至加拿大的安大略、新英格兰部分地区也被波及。

一根树枝引发高达300亿美元损失的背后，是美国的电力需求量增长与电力传输能力的不匹配，老化的线路、滞后的电网建设，都是大停电的深层诱因。不仅是美国，当时在法国、俄罗斯、中国等国家，输电技术发展及电网建设都是难题。

中国作为制造业大国，要发展实体经济，能源的饭碗必须端在自己手里。而现实是，全国三分之二的煤炭资源都集中在陕西、山西和内蒙古三省区，80%的水电资源集中在西南地区，光伏、风能资源则主要集中在西北、内蒙古等地。与之对应的是，我国70%以上的能源消费集中在东中部地区。

大规模、长距离、损耗高的能源运输绝不是一件容易的事情。电力发展方式问题的实质，是对电网功能定位认识不到位，电网长期投入不足，发展滞后，优化能源资源配置的能力不足。

早在1986年7月，武汉高压研究所（现为中国电力科学研究院武汉分院）的专家王凤鸣和张一新，就在其论文《在煤炭基地集中布厂采用特高压线路输电是解决煤炭运输困难的一条重要途径》中建议发展特高压电网。这一年，中国开始了“特高压交流输电前期研究”项目。

前无古人的建设

为什么一定要发展特高压技术？

先从我国电压等级说起。在我国，电压等级一共分为安全电压、低压、高压、超高压、特高压五种。

特高压电网指的是±800千伏及以上的直流电网和1000千伏及以上交流电网。与普通线路相比，特高压输电线路输送容量更大、输电效率更高、运行损耗更小、输送距离更远，可以达到2000公里甚至3000公里以上，能覆盖我国所有的大型能源基地和用电负荷中心。

与±500千伏超高压直流输电相比，±800千伏、±1100千伏特高压直流输电距离分别增加了2-3倍、5-6倍，输电容量分别提高了2-3倍、4-5倍，输电损耗不到1/2、1/4，单位容量走廊宽度仅为65%、55%，单位造价只需65%、40%。

在输电技术上，中国基本属于白手起家。不仅如此，特高压技术在国际上没有成熟方法可以借鉴，也没有现成的工具可以使用，甚至连现场作业的行业标准规范也没有。

上世纪80年代，苏联建成了1150千伏特高压交流输电线路，意大利和日本也先后建成了特高压试验工程。不过，苏联解体后，电力需求明显缺乏，导致特高压线路仅仅运行数年就降压至500千伏运行。美国、日本、意大利都曾经研究、开发过特高压输电技术，但由于种种原因都停滞或暂缓，甚至降低了输电压等级。

前无古人，又白手起家，中国工程院院士李立浧后来表示：“不能因为国外没有我们就不做，因为这是我们国家需要的。”

2005年，国务院正式将特高压列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》。2006年，特高压成套设备研制列入《关于加快振兴装备制造业的若干意见》。这一年8月，1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程获得国家核准。

不断刷新世界纪录

作为特高压输电工程核心装备的特高压变压器和特高压换流阀，因研发难度巨大，被誉为“珠穆朗玛峰上的皇冠”。为了摘得这顶“皇冠”，国家电网公司集合了300多家单位的上千名科研技术专家，潜心研发了十年之久。

2009年1月6日，我国首个特高压工程——1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程建成投运，它是我国拥有自主知识产权的交流输电工程，同时是世界上运行电压最高、技术水平最先进的交流输电工程。

通过1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程的建设，我国全面掌握了特高压核心技术和全套设备制造能力，研制成功了特高压串补、大容量特高压开关、双柱特高压变压器等代表世界最高水平的特高压交流新设备，刷新了主要输变电设备的世界纪录，形成了一系列国际标准和国家标准，验证了发展特高压的可行性、安全性、经济性和环保性，实现了“中国创造”和“中国引领”。

2011年，特高压技术纳入“十二五”规划，特高压建设开启了快进模式。到2013年，建设成三横三纵特高压骨干网架和13项直流输电工程，形成大规模“西电东送”“北电南送”格局。2014至2016年，国家能源局提出加快推进大气污染防治行动计划12条重点输电通道的建设，推进9条特高压线路建设。2018年8月，国家能源局印发《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设》，作为“新基建”投資托底经济，特高压建设提速。

截至2020年底，中国已经建成了“14交16直”，在建“2交3直”，共35个特高压工程，在运在建特高压线路总长度4.8万公里。“十四五”期间，国网规划建设特高压线路“24交14直”，涉及线路3万余公里，变电换流容量3.4亿千伏安，总投资3800亿元。

迄今为止，中国不仅是世界唯一实现特高压大规模商业运营的国家，也在这个领域全方位实现了“中国引领”，成为了制定标准的国家。目前在特高压技术领域，中国牵头制定了国际范围内公用的特高压输电线路标准，且拥有全部专利使用权。这意味着，其他国家就算是研发出了国产技术，也必须遵守中国的标准，才被允许在国际上出售。