12月的江蘇,氣溫不斷走低,1000千伏淮南—南京—上海交流特高壓輸變電工程蘇通GIL(氣體絕緣輸電線路)綜合管廊隧道工程的施工現(xiàn)場卻依舊火熱,施工人員在管廊內(nèi)緊張地開展電氣設(shè)備安裝。這條被稱為“萬里長江第一廊”的綜合管廊工程,是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、技術(shù)水平最高的超長距離GIL創(chuàng)新工程,代表著我國在特高壓電網(wǎng)建設(shè)方面的創(chuàng)新探索。
回首40年前,改革開放的東風(fēng)吹遍神州大地,各行各業(yè)活力迸發(fā)。40年來,我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展取得巨大進(jìn)步,人民生活水平逐步提高。在此過程中,電力工業(yè)也取得了顯著成就,我國電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了從小到大、從弱到強(qiáng)、從分散孤立到互聯(lián)互通的蛻變。在經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和科技進(jìn)步的持續(xù)推動下,一張以特高壓為骨干網(wǎng)架,堅(jiān)強(qiáng)智能的交直流互聯(lián)大電網(wǎng)逐漸形成,在提供電力保障、優(yōu)化配置資源、助力綠色發(fā)展等方面發(fā)揮出巨大作用。
電網(wǎng)規(guī)模和技術(shù)跨越發(fā)展——實(shí)現(xiàn)全國聯(lián)網(wǎng)
我國是世界上較早有電的國家之一,電力工業(yè)發(fā)展起步于1882年,至今已有100多年。但因歷史原因,直到改革開放之前,我國電網(wǎng)整體還較薄弱、分散。1978年,我國發(fā)電裝機(jī)容量為5712萬千瓦,330千伏已是電網(wǎng)的最高電壓等級;主要以相對孤立的省級電網(wǎng)、城市電網(wǎng)為主,相互聯(lián)系很少,并且很多地區(qū)沒有電網(wǎng)覆蓋,落后于世界電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)程。
20世紀(jì)被稱為電氣時代,電力是社會進(jìn)步發(fā)展的重要動力。為滿足不斷增長的社會發(fā)展需求,電力工業(yè)亟須發(fā)展升級。
1978年,改革開放的重大決策開啟了中國奮進(jìn)的新征程。40年來,神州大地變化天翻地覆,改革發(fā)展成就舉世矚目。
20世紀(jì)80年代,全國開始大規(guī)模建電廠,一批大型水電站、坑口火電站及核電站陸續(xù)興建。電網(wǎng)作為重要的傳輸環(huán)節(jié),需要同步升級。
走聯(lián)網(wǎng)道路——1979年5月,中國電力工業(yè)會議明確了電力工業(yè)的發(fā)展思路。
聯(lián)網(wǎng)的好處,從改革開放之初的浙江溫州,可以窺見一斑。
溫州在全國率先掀起創(chuàng)業(yè)潮,以家庭為單位的個體經(jīng)濟(jì)迅速成長,可謂“戶戶辦工廠,家家無閑人”。溫州的第一次電力建設(shè)高潮也隨之到來。
1983年,溫州第一個220千伏輸變電工程——慈湖變電所和臺—臨—溫輸電線路建成,溫州電網(wǎng)并入華東電網(wǎng)。原溫州電力局副局長任德豹曾任慈湖變電所所長,他說:“慈湖變是溫州電網(wǎng)與華東電網(wǎng)連接的樞紐變電所,而220千伏臺—臨—溫輸變電工程的投產(chǎn),對緩解溫州電力緊缺局面起了關(guān)鍵作用。”
之后,全國開始經(jīng)濟(jì)騰飛,電網(wǎng)發(fā)展也隨之提速。
從1981年的第一條500千伏超高壓輸電線路——河南平頂山至湖北武昌輸變電工程竣工,到1990年第一條±500千伏超高壓葛洲壩至上海直流輸電工程拉開跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)帷幕,再到2009年我國第一條特高壓線路1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程建成,華北電網(wǎng)和華中電網(wǎng)聯(lián)結(jié)成一個同步大電網(wǎng)……
改革開放以來,我國電網(wǎng)逐步實(shí)現(xiàn)了規(guī)模從小到大、輸電能力從弱到強(qiáng)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)從孤立到互聯(lián)的升級。
2011年12月,青藏聯(lián)網(wǎng)工程投運(yùn),標(biāo)志著除***省外全國聯(lián)網(wǎng)格局基本形成。國家發(fā)改委原副主任、國家能源局原局長張國寶曾感慨:“這是一個偉大的世紀(jì)工程。如果你現(xiàn)在到西藏,在夜晚,拉薩的巴廓街燈火通明,和內(nèi)地的大城市沒有什么兩樣。”3年后,川藏聯(lián)網(wǎng)工程投運(yùn),結(jié)束了西藏昌都地區(qū)長期孤網(wǎng)運(yùn)行的歷史。
2018年11月,藏中電力聯(lián)網(wǎng)工程投運(yùn),雪域高原又多了一項(xiàng)突破生命禁區(qū)、挑戰(zhàn)生存極限的輸變電工程。該工程實(shí)現(xiàn)了青藏聯(lián)網(wǎng)工程與川藏聯(lián)網(wǎng)工程互聯(lián)、藏中電網(wǎng)與全國主網(wǎng)統(tǒng)一互聯(lián),西藏電網(wǎng)的電壓等級由220千伏升級至500千伏,形成較為堅(jiān)強(qiáng)的超高壓等級骨干電網(wǎng),不僅能充分滿足西藏發(fā)展對電力的需求,也對當(dāng)?shù)厍鍧嵞茉赐馑秃透咴鷳B(tài)文明建設(shè)具有重要意義。
用上了充足電,西藏波密縣扎木鎮(zhèn)通木村村民培羅布說:“我家過去做飯燒柴火,但森林要保護(hù),不能隨便砍樹。現(xiàn)在電好用了,我買了電鍋,就不用木柴。磨糌粑的水磨換成了電磨,省出力氣可以干別的活。”
40年來,在一代又一代電力人的努力下,我國電網(wǎng)整體水平實(shí)現(xiàn)了由“追趕”到“引領(lǐng)”。如今,我國已經(jīng)建成世界上規(guī)模最大的交直流互聯(lián)電網(wǎng),擁有世界上最高電壓等級的特高壓交流直流輸電線路,且近20年沒有發(fā)生過像美洲、歐洲電網(wǎng)曾經(jīng)發(fā)生過的大面積停電事故。
跨區(qū)跨省輸電能力不斷提升——高效配置資源
進(jìn)入21世紀(jì),我們邁入發(fā)展日新月異的互聯(lián)網(wǎng)時代,互聯(lián)共享是這一時代的核心特征,人們足不出戶即知天下事。電力網(wǎng)絡(luò)也需要像互聯(lián)網(wǎng)一樣,更高效快捷地調(diào)配資源,助力經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展。進(jìn)一步提升大范圍跨區(qū)輸電能力,是時代發(fā)展的必然要求。
2003年,全國大部分區(qū)域都遭遇了缺電,“重發(fā)輕供”的問題充分凸顯,電網(wǎng)發(fā)展難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展始終走在全國前列的浙江,這種矛盾體現(xiàn)得非常明顯。當(dāng)時浙江的企業(yè)一周“停三開四”,有的企業(yè)選擇外遷,有的企業(yè)干脆關(guān)門。用電緊張,根源在于電力需求旺盛,而本地一次能源極度匱乏,依靠省內(nèi)電力建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。不單單是浙江,電力需求和能源資源逆向分布的自然稟賦,讓全國大范圍面臨缺電困局。
在尋求如何破局的過程中,特高壓應(yīng)運(yùn)而生。
2004年,國家電網(wǎng)公司經(jīng)過充分調(diào)研和論證,提出建設(shè)特高壓輸電工程,充分發(fā)揮其遠(yuǎn)距離、大容量送電的優(yōu)勢,將西北部各類大型能源基地與中東部主要負(fù)荷中心相互連接,大范圍優(yōu)化能源資源配置。
我國第一條特高壓——1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程于2006年開工,2009年1月建成。該工程的起點(diǎn)山西是煤炭大省,每年輸出煤炭4億噸以上。以往的輸煤方式并沒有讓山西實(shí)現(xiàn)煤炭資源效益的最大化,轉(zhuǎn)變煤炭消費(fèi)模式是山西轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的重要課題。
1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗(yàn)示范工程建成后,華北的火電得以送往華中,而豐水期時華中地區(qū)的水電也可以送往華北,能源互濟(jì)作用顯著。“發(fā)展特高壓既符合國家能源戰(zhàn)略需要,又符合山西轉(zhuǎn)型跨越實(shí)際,利國利民,意義重大。”2011年,時任山西省人大常委會黨組書記申聯(lián)彬表示。
2010年7月,±800千伏向家壩—上海特高壓直流工程建成投產(chǎn),標(biāo)志著我國全面進(jìn)入特高壓交直流混合電網(wǎng)時代。那年夏季,華東地區(qū)經(jīng)歷持續(xù)高溫,上海35攝氏度及以上高溫天數(shù)累計(jì)達(dá)30天。這條特高壓送來了西南清潔水電,為華東地區(qū)平穩(wěn)度夏提供了有力支撐。
黨的十八大以來,哈鄭直流、賓金直流、寧浙直流、錫泰直流、扎青直流等一系列特高壓重點(diǎn)工程投產(chǎn),跨省跨區(qū)送電能力顯著提升,全國電力聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)。全國形成了大規(guī)模西電東送、北電南供的能源配置格局。
目前,我國已建成“八交十三直”21項(xiàng)特高壓輸電工程,跨區(qū)跨省輸電能力超過1.4億千瓦。其中,公司建成“八交十直”18項(xiàng)特高壓工程。截至2017年年底,公司經(jīng)營區(qū)內(nèi)的特高壓工程累計(jì)送電超過9000億千瓦時。
伴隨經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,特高壓電網(wǎng)正不斷變得更完善。2016年開工的昌吉—古泉±1100千伏特高壓直流輸電線路工程投運(yùn)在即,這是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的直流輸電工程。北京西—石家莊、山東—河北環(huán)網(wǎng)、蒙西—晉中等1000千伏特高壓輸電線路也相繼于今年開工。交直流互聯(lián)大電網(wǎng)的建設(shè)如同打通了能源傳輸?shù)摹叭味蕉}”,將在更大范圍內(nèi)促進(jìn)能源資源的優(yōu)化配置與高效利用。
清潔能源外送通道加速建設(shè)——助力綠色發(fā)展
今年11月7日,又一條“西電東送”電力大動脈——青海—河南±800千伏特高壓直流工程正式開工建設(shè),這是世界上第一條專為清潔能源外送而建設(shè)的輸電大通道。該工程建成后將有力推動青海千萬千瓦級新能源基地集約化開發(fā)建設(shè)和大規(guī)模外送,讓更多人用上遠(yuǎn)方來的綠色電能。
經(jīng)歷40年不斷升級發(fā)展的過程,我國目前已建成以特高壓為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),不僅保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,還在輸送清潔能源、助力污染防治多方面都發(fā)揮著顯著作用。
特高壓并沒有在國外大規(guī)模建設(shè)發(fā)展,其在我國發(fā)展之初,安全性、經(jīng)濟(jì)性曾受到一定質(zhì)疑。
“特高壓輸電技術(shù)是一項(xiàng)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的技術(shù),具有輸送容量大、節(jié)約線路走廊、降低損耗、節(jié)省工程投資、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。”2011年,我國高電壓領(lǐng)域?qū)<摇r任國網(wǎng)武漢高壓研究院院長的中國科學(xué)院院士陳維江接受媒體采訪時表示。他說,特高壓的性能經(jīng)過了專家團(tuán)隊(duì)的嚴(yán)密論證。武漢高壓研究院從1985年起就開始研究特高壓技術(shù),經(jīng)過20多年的基礎(chǔ)研究,特高壓才進(jìn)入工業(yè)化實(shí)驗(yàn)階段。
近10年過去,我國大電網(wǎng)從未發(fā)生過大面積停電事故,也印證了當(dāng)初專家團(tuán)隊(duì)的論證。“我們先后研制了大型電力系統(tǒng)分析軟件和大電網(wǎng)全數(shù)字實(shí)時仿真裝置等,目前我們在電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)、調(diào)度運(yùn)行方面的應(yīng)用軟件都實(shí)現(xiàn)了自主可控。”中國科學(xué)院院士、中國電科院名譽(yù)院長周孝信在接受采訪時說。
如今,大電網(wǎng)不僅實(shí)現(xiàn)了安全經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行、資源優(yōu)化配置,在推動清潔能源消納、助力節(jié)能減排和大氣污染防治等方面,也發(fā)揮了越來越明顯的效用。
2005年以來,我國可再生能源發(fā)電持續(xù)快速增長,目前,水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)均位居世界第一,三者合計(jì)在總體能源供應(yīng)中的比重超過35%。可再生能源資源最豐富的“三北”地區(qū),目前新能源裝機(jī)合計(jì)超過1.7億千瓦,僅靠本地?zé)o法消納。
加緊建設(shè)外送通道至關(guān)重要。依靠大電網(wǎng)把西部、北部大型水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電基地的電能輸送到東中部負(fù)荷中心,不僅能降低清潔能源發(fā)電企業(yè)的損失,也將大大減少負(fù)荷中心的本地燃煤排放。
2014年1月投運(yùn)的±800千伏哈密南—鄭州特高壓直流工程是實(shí)施“疆電外送”的首個特高壓直流輸電工程,有效推動了西北煤電、風(fēng)電、太陽能的集約化開發(fā)。
新疆新能源開發(fā)有限公司是受益的發(fā)電企業(yè)之一。2016年12月,該公司220千伏國電景峽東風(fēng)電二場投運(yùn)并網(wǎng)。副場長馮文新提起“電力援疆”時說:“這下新疆的富余新能源又有了不小的市場,我們的電能可以更多地送往全國各地了。”
數(shù)據(jù)顯示,2016年,“電力援疆”讓全疆13個地州的27家火電企業(yè)和337家新能源企業(yè)受益,提升火電平均利用小時數(shù)194小時、新能源發(fā)電平均利用小時數(shù)27小時。
今年10月初,內(nèi)蒙古鄂托克前旗境內(nèi)的±800千伏伊克昭換流站正式投入運(yùn)行,內(nèi)蒙古的“三交三直”6個特高壓工程全部投運(yùn)。內(nèi)蒙古境內(nèi)建有大型火電、風(fēng)電基地,自2014年起,公司在內(nèi)蒙古投資303億元,先后開工建設(shè)了“三交三直”特高壓外送通道,將內(nèi)蒙古電力外送能力提高至7000萬千瓦,提高了發(fā)電企業(yè)的收入,也有力緩解了東北地區(qū)電力供大于求的壓力。
特高壓為西部、北部地區(qū)發(fā)電企業(yè)帶來了效益,也為東中部地區(qū)送去了清潔電能,助力區(qū)域節(jié)能減排和綠色發(fā)展。
近年來,中東部地區(qū)頻受霧霾之?dāng)_。2013年,國務(wù)院發(fā)布實(shí)施《大氣污染防治行動計(jì)劃》。2014年,國家能源局提出加快推進(jìn)《大氣污染防治行動計(jì)劃》12條跨區(qū)輸電通道建設(shè),其中包括“四交五直”共9條特高壓線路。
落點(diǎn)在用電大省江蘇的±800千伏錫盟—泰州特高壓直流輸電工程就是其中一條輸電通道。該工程于2017年9月投運(yùn),每年可從內(nèi)蒙古向華東負(fù)荷中心輸送550億千瓦時的電力,減少燃煤運(yùn)輸2520萬噸,減排煙塵2.0萬噸、二氧化碳4950萬噸、氮氧化物13.1萬噸。如今,江蘇使用的每4千瓦時電中,就有1千瓦時是來自西部的清潔電。
特高壓大電網(wǎng)的發(fā)展完善,將隨著經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需求永不止步。預(yù)計(jì)到2020年、2025年、2035年,公司跨區(qū)跨省輸電能力將分別達(dá)到2.5億、3.6億和6億千瓦,滿足清潔能源裝機(jī)6.5億、9億和15億千瓦發(fā)展需要。
40年來,我國電網(wǎng)每一步的升級發(fā)展都印刻著鮮明的時代烙印。隨著我國邁入高質(zhì)量發(fā)展的新時代,電網(wǎng)發(fā)展也站在了新的起點(diǎn),未來將向世界一流能源互聯(lián)網(wǎng)不斷邁進(jìn),推動經(jīng)濟(jì)社會的持續(xù)健康發(fā)展。
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