刊登日期 : 2021-11-26
改革开放以来，中国发展势头强劲，现已跻身世界高科技领域的第一梯队！除了基建、高铁和航空航天等领域异军突起之外，中国在电力输送领域的“特高压输电技术”更是独步全球！“特高压输电技术”就好比是输电领域的“5G”，可以实现大容量、长距离的快速输电，解决了偏僻地区居民用电、缺电、少电的问题，其中的“昆柳龙直流工程”更是横跨了近1,500公里，实现直接从中国西南部的乌东德水电站送电到广东、广西的壮举。
掌握“特高压输电”尖端技术 解决偏远地区缺电问题
“特高压输电技术”代表了国际高压输电的最高水平，好比是电工领域的5G技术，是电力输送的超快高速公路，具体是指交流1,000千伏和直流800千伏以上电压等级的输电技术。此技术相比于从前较低电压的输电技术，最大的特点是能够实现长途高效输电，尤其对于幅员广阔的中国而言，更是需要这种技术来完成电力配送。
20世纪60至90年代，苏联、美国、日本、意大利等国家曾开展过特高压输电试验研究，但因为远距离、大容量的输电需求不明显，最终并没有形成成熟适用的技术和设备，也没有现成的捷径可供中国电力业界参考和借鉴。面对巨大创新压力和挑战，中国国家电网公司组织国内科研、设计、制造、高校等100余家单位，进行产学研的联合攻关和自主创新，终在特高压理论创新、技术攻关、工程实践等方面取得了全面突破，在世界上率先掌握了特高压大容量输电系统集成、大电网运行控制等技术，建立了完整的特高压输电技术标准体系，使中国成为世界上第一个、亦是唯一一个成功掌握并能实际运用“特高压输电”这项尖端技术的国家，实现了“中国创造”和“中国引领”。
依靠着强大的“特高压输电技术”，中国近年已然彻底解决了偏远地区居民用电、缺电、少电的问题。相比于常规高压输电技术，采用“特高压输电技术”主要有以下几项优势，其一是可以满足大规模、远距离、高效率电力输送要求。中国能源资源与负荷中心逆向分布的特征明显，能源资源大部分集中在西部、北部地区，负荷中心集中在中东部、东南部地区。由于大型能源基地与负荷中心的距离往往可达1,000至3,000公里，因此需要大力发展具有输送容量大、距离远、效率高等特点的“特高压输电技术”。
其二是有利于改善环境质量，采用特高压输电，可以推动清洁能源的集约化开发和高效利用，将中国西南地区的水电、西北和北部地区的风电、太阳能发电等清洁电能大规模、远距离输送至东中部、东南部负荷中心，实现“电从远方来、来的是清洁电”，从而减少化石能源的消耗和污染物的排放，具有极高的环境效益。其
三是有利于提高电网运行的安全性，采用“强交强直”的特高压交直流混合电网输电，可以大大降低直流系统故障情况下500kV电网潮流转移能力不足、无功电压支撑弱等问题，降低电网大面积停电风险，并可为下一级电网逐步分层分区运行创造条件，解决短路电流超限等限制电网发展的问题，提高电网运行的灵活性和可靠性。
其四是有利于提高社会综合效益。相对于高压、超高压输电，采用特高压输电能够大量节省输电走廊，显著提高单位走廊宽度的输送内容，节约宝贵的土地资源，提高土地资源的整体利用效率。
“特高压输电技术”落地应用 建“昆柳龙直流工程”创第一
“特高压输电技术”自落地应用以来，在运在建的特高压工程线路长度达到了4.1万公里，变电(换流)容量超过4.4亿千伏安(千瓦)，累计送电超过1.8万亿千瓦时。加上南方电网公司建成投运的4条±800千伏特高压直流工程，中国已有最少30项在运的特高压工程，输电线路长度足绕地球赤道一周有余。
而在中国芸芸特高压工程中，2020年12月27日建成投产的乌东德水电站送电广东、广西特高压多端柔性直流示范工程（亦称“昆柳龙直流工程”），可谓是一个颠覆性的输电工程。“昆柳龙直流工程”创造了19项“世界第一”，当中包括世界上第一个±800千伏特高压柔性直流输电工程、世界单站容量最大的换流站、世界首次具备架空线路故障自清除及再启动能力等。
据悉，此前世界主流的输电模式都是“直流送电、交流组网”，常规直流主要用于点对点、远距离、大容量的电源外送，并不能组网；而交流输电则可以满足常规电源送出和电网互联的需求，而且成本亦较低。然而，这一基本模式却面临着一个“原理性障碍”，亦即是所谓的“多直流馈入”问题。据南方电网公司首席技术专家、南方电网科研院董事长饶宏的介绍指，大流量的常规直流汇入电网，就像是一条大河流入水库，一旦常规直流线路“闭锁”，河水就会突然截停，导致水库缺水。
面对着传统输电的“多直流馈入”问题，“昆柳龙直流工程”的柔性直流就改变了这一切。柔性直流对电压、频率的控制更加灵活，就像一个完全可控的水泵，能够精准控制水流的方向、速度和流量，使水库水位更加平稳，河水被截停的几率也大幅下降。
在当今世上，“昆柳龙工程”首次采用特高压多端混合直流系统，送端云南昆北是常规直流，广西柳北、广东龙门两个受端则是柔性直流。要实现将西部水电送至广东、广西这种远距离、大容量的输电，最经济高效的方法就是利用特高压直流，同时配合柔性直流的应用，就能使电力的调控更加灵活，还能在关键时刻支持系统安全稳定地运行。柔性直流作为一种新技术，以往工程最高电压为500千伏，送电量、送电效率还不够高，但“昆柳龙工程”将之突破提升至800千伏，送电量也达到了全球最高的800万千瓦，这对于日后远距离、大容量的送电工程建设和“特高压输电技术”的应用都起到指标性的作用。
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