_王 俊 _吉 民
圖:南陽站之晨
1879年,美國制成黃麻瀝青絕緣電力電纜,用其點亮了白熾電燈,人類歷史從此掀開新的一頁。130年后,中國完成了世界電力技術“跟跑者”向“領跑者”的角色轉換,建成投運1000千伏晉東南-南陽-荊門特高壓交流試驗示范工程,打開了世界電力史的又一扇大門。而今,該工程擴建工程即將于年底投運,使特高壓在朝陽下迸發(fā)出更加絢爛的美。
在輸電技術從低壓向高壓發(fā)展的過程中,西方發(fā)達國家的電力發(fā)展水平一直領先中國。每一個新電壓等級線路的投運,如110千伏、220千伏、500千伏線路等,中國都要晚于西方發(fā)達國家20年左右。750千伏電網(wǎng)的建設,中國更是晚了西方近40年。但是,自750千伏電網(wǎng)建成之后,中國的電網(wǎng)建設就進入了跨越式發(fā)展階段。特別是擁有自主知識產(chǎn)權的特高壓輸電線路商業(yè)化運營成功,一舉使中國攀上了世界電力技術的最高峰。
雖然中國一向有地大物博的美名,但一次能源和電力負荷分布極不均衡。全國2/3以上的可開發(fā)水能資源分布在四川、云南和西藏,2/3以上的煤炭資源分布在山西、陜西和內蒙古。西部能源基地與東部負荷中心距離過遠,在500~3500千米左右。這就決定了全國電力必須跨區(qū)域大規(guī)模流動,即“西電東送”、“水火調劑”,以解決能源與消費逆向分布難題。
500千伏輸電線路是承擔“西電東送”重任的主力軍。1000千伏特高壓輸電線路與500千伏交流輸電線路相比,自然輸送功率是其5倍,電阻損耗是其1/4,單位輸送容量走廊寬度是其1/3,單位輸送容量綜合造價是其3/4,優(yōu)勢明顯。可見,發(fā)展具有遠距離、大容量、低損耗輸送電力和節(jié)約土地資源等優(yōu)點的特高壓電網(wǎng)是中國的必然選擇。
“發(fā)展特高壓電網(wǎng)是建設堅強智能電網(wǎng)的基礎?!眹译娋W(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞的這句話,揭示了中國選擇特高壓的另一個深層次原因。
智能電網(wǎng)是未來電網(wǎng)的發(fā)展方向。按照國家電網(wǎng)公司規(guī)劃,我國將建設“中國式智能電網(wǎng)”。所謂“中國式智能電網(wǎng)”,指的就是以特高壓為骨干網(wǎng)架,各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展,具有信息化、數(shù)字化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一的堅強智能電網(wǎng)。所以說,特高壓網(wǎng)架是智能電網(wǎng)的強大物理基礎,要發(fā)展智能電網(wǎng),就得先建設特高壓電網(wǎng)。
早在上世紀七八十年代,蘇聯(lián)、美國、意大利、日本、巴西、加拿大等國就先后開展了特高壓交流輸電技術的試驗研究或工程實踐,但后來均因政治及經(jīng)濟原因停止了試驗或降壓運行。因此,國家電網(wǎng)公司建設特高壓工程沒有現(xiàn)成經(jīng)驗可供借鑒,必須結合國內電網(wǎng)實際情況和發(fā)展趨勢走出一條適合國情的自主創(chuàng)新之路。
穿越時光隧道,讓我們重回2004年。那一年12月,國家電網(wǎng)公司站在國家能源戰(zhàn)略發(fā)展高度,提出了發(fā)展特高壓電網(wǎng)以實現(xiàn)更大范圍內資源優(yōu)化配置的構想。在向國務院有關領導匯報情況并得到支持后,國家電網(wǎng)公司隨即成立了特高壓電網(wǎng)工程領導小組,負責特高壓工程可行性研究。2005年9月,工程可行性研究通過評審。
2006年8月9日,國家發(fā)展改革委正式核準1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程。經(jīng)過800多天的建設,該工程于2009年1月6日正式建成投運。兩年多來,它表現(xiàn)非凡,顯著增強了華北、華中電網(wǎng)之間的電力交換及兩地能源資源的優(yōu)化配置。
更具重要意義的是,該工程設備國產(chǎn)化率超過90%,標志著我國全面掌握了特高壓輸電核心技術和全套設備制造能力,在世界電網(wǎng)科技領域實現(xiàn)了“中國創(chuàng)造”和“中國引領”。
除了發(fā)展交流特高壓外,我國對直流特高壓建設也極為重視。2008年12月18日,向家壩—上?!?00千伏特高壓直流輸電示范工程開建。2010年7月8日,該工程投入運行。這是世界上輸送容量最大、送電距離最遠、技術水平最先進、電壓等級最高的直流輸電工程,由我國自主研發(fā)、自主設計和自主建設,代表了世界高壓直流輸電技術的最高水平。它的投運,也標志著我國進入了特高壓交直流混合電網(wǎng)時代。
1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程北起山西長治、南至湖北荊門,在河南境內的輸電線路長達352千米,占總長的54%。其中,長治、荊門兩站是變電站,南陽站是開關站(未升級前)。南陽站是世界上結構最復雜的開關站,其站內架構的數(shù)量和鋼材使用量均超過了另外兩站之和的2倍。
2006年8月20日,南陽站在方城縣趙河鎮(zhèn)奠基,省電力公司就此拉開了建設特高壓電網(wǎng)的大幕。
省公司在南陽開關站施工中,創(chuàng)造了6個第一:在全線率先完成高抗安裝;率先通過試驗,具備受電條件;率先完成HGIS設備安裝;率先完成全部高抗安裝并通過試驗;率先完成全部主設備安裝;主設備全部率先通過試驗具備受電條件。同時,在線路施工中,也創(chuàng)造了4個第一:在全線第一個入場施工;第一個完成首基鐵塔基礎澆制;第一個完成整標段組塔施工;第一個完成整標段導線放線。這10個第一,是對省公司傾力建設特高壓電網(wǎng)的最好注解。
2011年1月6日,值晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程成功投運并保持安全穩(wěn)定運行兩周年之際,國家電網(wǎng)公司宣布對其進行擴建。擴建后,該工程可新增變電容量2×300萬千伏安;南陽站將由開關站升級為變電站,使特高壓輸送的清潔電能在河南實現(xiàn)落地。
在穩(wěn)步實施南陽站擴建工程的同時,省公司將以“承接特高壓,服務大中原”為戰(zhàn)略目標,努力做好1000千伏晉東南—南陽—荊門二、三回線,新疆哈密至鄭州特高壓直流工程和豫北特高壓交流工程前期工作,力爭早日為中原經(jīng)濟區(qū)建設提供堅強可靠的能源保障。