從萬米高空俯瞰大地，山中鐵塔是云的起點、路的終點，飛架的銀線橫亙崇山峻嶺、蜿蜒大江南北。這是特高壓電網(wǎng)將清潔電能源源不斷地送向四面八方，為神州大地帶去光明與溫暖。
從云南的金沙江畔到深圳的珠江口，最快、最忙的“高速”路線是哪一條?既不是飛機航道，也不是高鐵線路，而是西電東送工程搭建起的電力高速路——不到1秒鐘，來自云南的清潔電力，就通過特高壓電網(wǎng)抵達廣東用戶的桌上案頭。
截至2020年底，我國已建成“14交16直”、在建“2交3直”共35個特高壓工程，在運在建特高壓線路總長度4.8萬公里，比繞地球赤道一圈還長。
改革開放前，我國電網(wǎng)的最高電壓等級僅為330千伏，如今，我國已擁有世界上電壓等級最高的±1100千伏直流輸電和1000千伏特高壓交流輸電線路。短短十余年，我國特高壓技術(shù)從“沒有路”到“蹚出路”、從“跟隨跑”到“領(lǐng)頭跑”、從“引進來”到“走出去”，改變了中國的能源版圖，也改寫了世界的輸變電技術(shù)格局。
從“沒有路”到“蹚出路”
在北京，故宮上演的燈光秀，離不開張北的風(fēng)電光伏;在上海，外灘的流光溢彩，來源于四川大涼山的電力;在廣州，“小蠻腰”電視塔的霓虹靠云貴高原的水電點亮……
展開中國的資源地圖，可以發(fā)現(xiàn)，煤炭、風(fēng)能、太陽能、水能“深藏”于中國西部，而用電負荷中心遠在幾千公里外的中部和東部。
僅僅在20年前，解決發(fā)電用電區(qū)域不平衡、用電供需緊張最簡單、最安全的方式仍是拉閘限電。如今，伴隨特高壓成為契合我國資源稟賦的“超級快遞”，電力的跨區(qū)域、大容量、遠距離傳輸成為可能。
目前，僅在國家電網(wǎng)經(jīng)營區(qū)，每年4500多億度電通過34640公里的特高壓線路，從遙遠的大西北、大西南，跨越中國地理三級階梯，自西向東，源源注入經(jīng)濟中心，支撐著都市里的璀璨燈光、工廠里的飛轉(zhuǎn)馬達、千家萬戶的日常起居。
從能源中心到負荷中心，汩汩流動的電力像新鮮血液為經(jīng)濟發(fā)展提供著澎湃動力。正是通過特高壓這一動脈，使西電東送更有效率、更加順暢。
特高壓是指直流±800千伏和交流1000千伏以上的電壓等級。2006年國務(wù)院印發(fā)的《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》第一次把特高壓技術(shù)寫入國家文件，特高壓列為國家重點扶持的20項科技發(fā)展項目之一。
從2009年我國第一條特高壓——晉東南-荊門1000千伏交流特高壓項目正式投入運行至今，特高壓解決了中國能源資源和負荷逆向分布的困局，實現(xiàn)了能源跨區(qū)域大范圍的調(diào)配。
國網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，±800千伏直流工程輸送容量是±500千伏直流工程的2-3倍，經(jīng)濟輸送距離提高到2-2.5倍。2020年，在運特高壓輸送能力達7340萬千瓦，同比提高740萬千瓦;利用小時數(shù)同比提高310小時。
特高壓工程不僅傳遞著光明，還播撒著希望。
四川大涼山曾是全國最貧困的地區(qū)之一，從紅軍長征時的彝海結(jié)盟到今日的西電東送，希望的火種薪火相傳。正是搭上了電力高速路，促使這里加快走上脫貧致富路。
從“跟隨跑”到“領(lǐng)頭跑”
特高壓工程的探索之路，既是一條服務(wù)經(jīng)濟的動力之路，更是一條技術(shù)自主化的創(chuàng)新之路。在破解中國能源負荷逆向分布困局的同時，也帶動了整個輸變電設(shè)備制造、技術(shù)研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈的形成，打造出中國標(biāo)準(zhǔn)，獲得了全球標(biāo)準(zhǔn)話語權(quán)。
回溯1989年，中國投運的第一條±500千伏直流輸電線路——葛洲壩至上海的葛滬直流線路的裝備和技術(shù)全套購買自外資企業(yè)。彼時，我國500千伏交直流電網(wǎng)的設(shè)備制造磕磕絆絆，從變壓器、高壓開關(guān)、避雷器、充油電纜到絕緣器材、電纜接頭，與輸變電有關(guān)的設(shè)備制造技術(shù)都需引進。超高壓設(shè)備尚且如此，特高壓技術(shù)裝備更是想都不敢想的禁區(qū)。
“特高壓設(shè)備是國際電工設(shè)備制造領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰。”業(yè)內(nèi)人士感慨地說。經(jīng)驗表明，特高壓設(shè)備大都達到了設(shè)計和制造的極限，常規(guī)設(shè)備的制造、運行經(jīng)驗不能確保對特高壓設(shè)備特性的精確把握，存在風(fēng)險。
上世紀(jì)60至90年代，前蘇聯(lián)和日本等國先后開展了相關(guān)前期試驗研究，建設(shè)了試驗站和試驗工程，具有一定技術(shù)儲備，但由于沒有在運行的特高壓工程，沒有形成特高壓設(shè)備的商業(yè)化供貨能力，也沒有特高壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
在這種情況下，以特高壓工程建設(shè)為依托，我國企業(yè)全面主導(dǎo)設(shè)備研制全過程，充分調(diào)用各種資源和力量，組成由專家委員會和科研、設(shè)計、制造、試驗、建設(shè)、運行單位以及高校組成的常態(tài)設(shè)備研制工作體系，打破業(yè)主與廠家、廠家與廠家之間的技術(shù)壁壘，集中力量進行開放式創(chuàng)新。如今，與特高壓相關(guān)的變壓器、開關(guān)、絕緣等關(guān)鍵設(shè)備均實行了國產(chǎn)化率100%。
柔性直流換流閥被稱為特高壓直流工程的“心臟”，研發(fā)難度極高，目前這顆國產(chǎn)“心臟”已在昆柳龍直流特高壓工程龍門換流站穩(wěn)定“跳動”。
“在西電東送工程和特高壓項目的帶動下，中國輸變電產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展。特變電工從一家瀕臨倒閉的街道小廠，發(fā)展成為輸變電制造行業(yè)的龍頭企業(yè)。”特變電工股份有限公司相關(guān)負責(zé)人說。
“在建的白鶴灘—江蘇工程是‘十四五’開局建設(shè)的首個特高壓工程。”國網(wǎng)直流公司項目經(jīng)理鄒軍峰接受記者采訪時表示，“我們在工程建設(shè)中強化了科技創(chuàng)新，在世界上將首次研發(fā)柔直+常規(guī)的混合級聯(lián)特高壓直流輸電技術(shù)，研發(fā)應(yīng)用能夠快速實現(xiàn)毫秒級能量平衡的可控自恢復(fù)消能裝置，將特高壓直流饋入由依賴電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹坞娋W(wǎng)，緩解華東電網(wǎng)火電機組減少導(dǎo)致的電壓穩(wěn)定壓力，大幅提升華東電網(wǎng)受電能力。”
如今，我國是唯一能自主研發(fā)特高壓全套設(shè)備的國家，也是全球唯一掌握特高壓技術(shù)以及商業(yè)化運營的國家，其安全穩(wěn)定性得以驗證，從未發(fā)生過類似于歐美電網(wǎng)大面積停電的事故。
從“引進來”到“走出去”
從超高壓技術(shù)設(shè)備的“引進來”，到特高壓技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)的“走出去”，這一“進”一“出”，見證了我國輸變電技術(shù)的變遷。
梳理特高壓發(fā)展脈絡(luò)，僅十幾年，我國特高壓工程建設(shè)就具備了世界最高水平，創(chuàng)造了一批世界紀(jì)錄。去年底剛投產(chǎn)的南方電網(wǎng)±800千伏昆柳龍直流工程是全球第一條特高壓柔性直流工程，創(chuàng)造了世界上容量最大的特高壓多端直流輸電工程、首個特高壓多端混合直流工程、首個特高壓柔性直流換流站工程、首個具備架空線路直流故障自清除能力的柔性直流輸電工程等19項電力技術(shù)領(lǐng)域的世界紀(jì)錄，每一項都是輸電技術(shù)領(lǐng)域“無人區(qū)”的重要突破。
通過發(fā)展特高壓，我國裝備制造技術(shù)水平和輸變電技術(shù)水平實現(xiàn)了由“中國制造”到“中國創(chuàng)造”的跨越。由168項國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成的特高壓輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，讓我國在國際電工標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域話語權(quán)顯著提升，由此成立的國際特高壓直流和交流輸電技術(shù)委員會秘書處也設(shè)在中國。
目前，特高壓帶動中國技術(shù)、裝備、工程走出去，成為能源領(lǐng)域“出海”的一張“金名片”。國家電網(wǎng)首個在國外獨立投資、建設(shè)和運行的特高壓工程——巴西美麗山水電±800千伏特高壓直流，解決了長期困擾巴西的遠距離能源輸送難題。
技術(shù)沒有止境，創(chuàng)新沒有終點。“我們在建設(shè)中積極響應(yīng)國家新基建、數(shù)字化的要求，探索智慧化管控手段。布拖換流站智慧工地是迄今為止功能最全、覆蓋面最廣的換流站智慧工地系統(tǒng)，它包含了人員車輛管理、信息采集反饋、安全監(jiān)管、質(zhì)量監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測以及BIM三維數(shù)字交底等多種功能，在全站設(shè)置高清攝像頭，能夠做到全天候?qū)崟r監(jiān)測。”白鶴灘—江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程布拖換流站智慧工地控制指揮中心項目副經(jīng)理王雪野說。
啟航新征程。“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的號角已經(jīng)吹響，特高壓正在擔(dān)起新的歷史使命。
