从高压直流到超高压直流,再到特高压直流,近年来,我国电网发展不断突破,技术水平不断提升,实现了从引进、追赶,到引领、输出的重大转变。
“20世纪80年代中后期建设葛洲坝至上海±500千伏直流输电工程的时候,换流站设备100%依靠进口;现在,直流输电的绝大多数设备都实现了国产化,运行的指标、可靠性都达到了国际领先水平。”三峡至上海±500千伏直流输电工程宜都换流站站长郑江彬说。
1989年投运的葛洲坝至上海±500千伏直流输电工程是我国首个超高压直流输电工程。
据国家电网湖北省电力公司检修公司特高压交直流运检中心主任郑卫红介绍,直流输电工程的技术难点主要在换流站。
包括葛洲坝至上海±500千伏直流输电工程在内,三峡电力共有5条专用超高压直流输电线路,它们的首端换流站分别是葛洲坝换流站、龙泉换流站、江陵换流站、宜都换流站、团林换流站,分别于1985年、2000年、2002年、2004年、2008年开工建设,国产化率分别约为0、30%、50%、70%、100%。
通过前后3次国产化改造,葛洲坝换流站的国产化率已达到70%。
三峡至上海±500千伏直流输电工程宜都换流站副站长胡宇洋说,如今我国直流输电技术彻底结束了“一颗钉子都需要进口”的时代。
中国长江三峡集团公司提供的数据显示,今年1月至10月,三峡、葛洲坝电站435亿千瓦时电量通过直流输电线路送往上海、江苏、广东等地,占总发电量的45%。
从1984年首个高压直流输电工程浙江舟山100千伏海底直流输电工程开工建设至今,经过几代的技术积累和发展,如今我国直流输电工程的设计建设、运行管理和设备制造水平已处于国际领先地位,拥有国际标准主导权和较强竞争优势。
2005年,河南灵宝背靠背直流输电工程投入运行,从工程组织建设、系统设计、工程设计、设备制造采购、工程施工和调试全部立足国内,实现了国产化的要求,标志着我国直流输电工程的国产化工作迈上新台阶。
2012年,中国西电集团公司研制的具有自主知识产权的±1100千伏/5000安培特高压直流输电换流阀,成功通过全部型式试验,标志着我国掌握了国际领先水平的换流阀设计、制造和试验技术。
柔性直流输电是目前可控性最高、适应性最好的输电方式。2015年,目前世界上电压等级最高、输送容量最大的柔性直流输电工程厦门±320千伏柔性直流输电工程正式投运。同年,中国西电集团公司“±350千伏/1000兆瓦柔性直流输电换流阀装置”主要技术指标达到国际领先水平。
特高压输电是我国为数不多、世界领先、具有自主知识产权的重大创新成果。世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压直流输电工程准东至皖南±1100千伏特高压直流输电工程换流站今年已开工建设,±1100千伏/5500安培、±800千伏/6250安培换流阀也已由国内企业自主研制成功。
我国是一个能源资源与负荷中心分布不平衡的国家,全国煤炭资源近80%集中在西部、北部地区,2/3以上的可开发水能资源分布在四川、西藏和云南,而全国2/3以上的电力负荷集中在东中部地区。
特高压交直流输电正是满足我国超大容量、超远距离输电需求,实施西电东送战略的重大技术。据了解,国家电网公司累计建成“四交五直”9项特高压工程,在建“四交六直”10项特高压工程,在运在建特高压输电线路长度达到3万公里,变电(换流)容量超过3.2亿千伏安(千瓦)。
在特高压输电的带动下,我国直流输电技术已走出国门,走向世界。近年来,国家电网公司在境外国家级输电网和大型电网项目特许经营权、股权竞争中,多次竞标成功,例如承担了巴基斯坦首个对境外开放的直流输电项目巴基斯坦默拉±660千伏直流项目的工程总承包。
中南电力设计院电网公司总经理彭开军说,特高压输电和高铁、水电一样,已成为中国技术走向世界的亮丽名片。
