我国特高压电网的成功实践在世界能源领域引起极大震动,从此确立在世界特高压输电领域的引领地位。2010年11月29日,诺贝尔物理学奖获得者、美国时任能源部长朱棣文的演讲颇有深意:“中国挑战美国创新领导地位并快速发展的一个重要领域,就是最高电压、最高输送容量、最低损耗的特高压交流、直流输电。”2011年4月,特高压交流试验示范工程获中国工业大奖。这项工程被国际大电网组织誉为“一个伟大的技术成就”。2013年1月,特高压交流输电技术、成套设备及工程应用荣获“国家科技进步奖特等奖”,中国是拥有完全自主知识产权,同时也是世界上唯一掌握这项技术的国家。国际电工委员会认为,中国建成世界上电压等级最高、输电能力最强的交流输电工程,是电力工业发展史上的一个重要里程碑。
1.一批世界级的创新成果
国家电网建成特高压交流、特高压直流、高海拔、工程力学四个试验基地和大电网仿真、直流成套设计两个研发中心,形成功能齐全的特高压、大电网试验研究体系,全面掌握特高压交直流输电核心技术和整套设备制造能力,在特高压交直流输变电、大电网控制保护、智能电网、清洁能源接入等领域取得世界级创新成果。
(1)武汉特高压交流试验基地
武汉特高压交流试验基地是目前世界领先的实验室,具备包括1 000米单回特高压试验线段、1 000米同塔双回特高压试验线段、电磁环境实验室、环境气候实验室等试验装置的特高压交流试验手段。截至目前,实验基地共进行了31万多组试验,取得有效数据约7万组,完成特高压研究专项课题5项,为特高压交流试验示范工程的建设和运行提供了急需的科学数据。
(2)北京特高压直流试验基地
特高压直流试验基地位于昌平科技园区,由户外试验场、直流试验线段、电晕笼、试验大厅、绝缘子及避雷器试验室、污秽及环境试验室、换流阀试验室等组成,占地128亩,是我国第一座进行+800 kV直流输电关键技术研究的超大型试验基地,它的成功运行标志着我国特高压直流输电技术迈上了一个新台阶,技术发展方面已经走在了世界前列。该基地由中国电力科学研究院高压所筹建,华北电力设计院承担设计,2008年投入运行。
该超大规模的特高压直流试验基地在国内是首例,这个基地在电压等级、设计规模、综合试验能力等方面均处于世界领先地位,具有多项世界第一和国内第一:包括同塔双回直流试验线段世界最长;试验线段可升压至+1 200 kV,电压等级世界最高;悬链形两厢式直流电晕笼世界最大;庞大的门型直线塔其活动的横梁在垂直、水平向可以自动控制是世界首创;悬吊式大直径管母线的首次应用;使用4联×530 kN最大吨位合成绝缘子等均属国内首创。整个基地直流实验装置的规模和水平令人震撼,不愧为世界领先水平。
(3)西藏高海拔试验基地
世界上海拔最高的电力试验研究基地——国家电网公司西藏高海拔试验基地位于拉萨当雄县羊八井镇,海拔4 300米,能够满足海拔4 000米及以上输变电线路、设备外绝缘和电磁环境特性研究的需要,增强我国高海拔地区超高压、特高压试验研究能力,形成了一批具有世界领先水平、具有自主知识产权的研究成果,填补了世界特高压高海拔试验研究的空白。该基地建设是公司积极推进“西电东送”能源基地建设,促进西藏经济社会发展的重要举措。
(4)河北特高压杆塔试验基地
国家电网公司特高压杆塔试验基地位于河北省霸州市杨芬港镇津港工业园区。占地300余亩,总投资3亿元,是中国唯一从事特高压杆塔真型试验研究的基地,是世界上试验能力最强的杆塔真型试验研究基地。它可满足交流1 000 kV同塔双回、±1 000 kV直流单回和±800 kV同塔双回线路及以下电压等级的多种类型杆塔设计、部件试验和整体真型试验需求。
基地在功能设计、设备研制、试验技术和工程应用等方面,取得多项重大技术创新,有7项主要技术装备和性能指标在该领域居世界首位。未来将使我国具备海拔2 500米、覆冰20毫米中冰区、8×1 000平方毫米交流1 000 kV特高压同塔双回线路杆塔试验能力,以及海拔5 000米、覆冰30毫米、10×900平方毫米直流±1 000 kV特高压单回线路杆塔试验能力。该基地多项主要技术装备、性能指标和综合试验能力达到国际领先水平。
特高压杆塔试验基地,是当今世界上规模最大、试验能力最强、功能最完善的杆塔试验基地。在功能设计、设备研制、试验技术和工程应用等方面,取得多项重大技术创新成果。其万能基础、加荷塔架、组装塔吊、加载控制系统、液压加载系统、部件试验室、整体试验能力等7项主要技术装备和性能指标居该领域世界领先地位。
(5)北京国家电网仿真中心
国家电网仿真中心2006年10月在北京北郊奠基,2008年上半年建成投运,总建筑面积6.1万平方米。在世界电力发展史上,它首次全面实现了特高压输电系统的物理动态模拟,首次实现了可控并联电抗器的物理动态模拟,首次实现了可控串补的物理动态模拟,首次研制了动模系统专用电子式电压、电流互感器。在电网仿真模拟技术水平上居世界领先地位。
该中心将凭借先进设施,深化研究大型复杂电网运行和控制机理,验证电网各种运行方式下的仿真模型及参数,对各级电网设备参数及运行参数进行统一管理及校核,深入开展特高压大电网和大型交/直流输电系统的规划和安全稳定运行技术研究,为特高压电网建设提供坚强的技术支持。
该中心采用边建设、边试验研究的模式,已开展一系列特高压及跨区电网技术研究,获技术创新成果27项,其中专利授权8项、申请专利12项、软件著作权8项。目前,该中心已被国家发改委正式命名为电力系统仿真国家工程实验室。
(6)北京国家电网计量中心
国家电网计量中心由电测计量站和高压计量站组成。在无功计量、数字量仪表计量、特高压计量标准等方面填补国内空白,在国内电力计量领域保持优势地位,将争取成为国家级授权计量技术机构,逐步发展成为国际权威的计量技术机构。
2.国际电工领域的影响力和话语权
依托特高压试验示范工程建设,国家电网把科研攻关、工程建设和标准化三位一体同步推进,目前,中国特高压交流电压成为国际标准。发布国际标准6项、国家标准46项、行业标准61项、企业标准171项。国际电工委员会有4个专业委员会秘书处设在国家电网公司,国家电网公司主要负责人舒印彪担任国际电工委员会副主席,显著增强了我国在世界电工标准领域的话语权和影响力。(www.daowen.com)
我国特高压电网的成功实践,最重要的是推动了中国电力技术实现重大进步,大幅提升了中国在国际电工领域的影响力和话语权。自中国建成第一条示范工程以来,共完成180项关键技术研究课题,形成专利429项,建立包含7大类79项标准的特高压交流输电标准体系,涵盖系统研究、设备制造、调试试验和运行维护等环节。目前我国的特高压交流标准电压已被推荐为国际标准电压,国际大电网委员会(CIGRE)和美国电气电子工程师学会(IEEE)先后成立了由我国主导的9个特高压工作组,国际电工委员会(IEC)成立了特高压交流输电系统技术委员会(TC122)。我国成为继美、德、英、法、日之后第6个国际电工委员会常任理事国,在国际标准制定方面的话语权和影响力显著提升。标准化水平不仅是衡量一个企业核心竞争力的重要指标,也是衡量一个行业乃至国家核心竞争力的重要指标。通过制定标准抢占技术制高点,已成为世界知名企业参与全球竞争、提高核心竞争力的重要途径。
3.进军国际市场的电工装备企业
在特高压带动下,我国电工装备企业不仅主导了国内高端市场,而且进军国际市场,打破跨国公司长期垄断高端市场的局面;带动一大批高科技企业,联合创新、开放创新,激发出强大的创造力。
(1)特高压产业的国际竞争力大幅提升
近年来,我国500 kV及以上电力设备出口额年均增长超过40%,实现了特高压反哺超高压,推动了设备出口的良性发展。
2014年2月,国家电网公司中标巴西美丽山水电站外送特高压输电项目一期工程,标志着我国特高压技术实现了“走出去”。
2015年7月,国家电网公司中标巴西美丽山特高压输电项目二期总承包工程,实现我国特高压技术、装备和工程总承包一体化“走出去”,特高压成为彰显中国自主创新的一张靓丽名片。
2016年1月,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输电工程:准东—皖南±1 100 kV特高压直流工程开工。±1 100 kV特高压直流输电距离可达5 000千米,全球各大清洁能源基地与负荷中心之间的距离都在特高压输送范围内。
国际能源署署长法提赫·比罗尔指出,电力就是能源的未来,未来的能源就是电力。中国特高压以及智能电网的发展,为全球能源互联网奠定了良好的基础,提供了现实可行的解决方案和技术保障。
(2)一批高科技企业投身特高压市场
中国西电旗下的西高院建成了世界上唯一完整的特高压成套设备试验、检测平台。
中电普瑞电力工程有限公司研制出世界首个±800 kV/5 000 A特高压直流换流阀及阀控系统,打破了外国公司对直流换流阀核心技术的垄断,实现了产业化应用。
许继集团研制出世界首套±800 kV直流输电控制保护系统,完成世界首套±1 100 kV控制保护系统开发,总体技术达到国际领先水平。
南瑞集团研发的统一潮流控制器达到国际领先水平。
国家电网公司组织国内电工装备企业成功研制了特高压变压器、开关、高抗、串补等全部关键设备,创造了一大批世界第一。
(3)特高压让更多“草根”崛起
国家电网公司始终坚持市场化道路,积极鼓励、广泛接纳民营企业参与到特高压建设当中。从1 000 kV特高压交流到±800 kV特高压直流工程,几乎到处都能看到民营企业的身影。
作为民营电力设备企业的优秀代表,特变电工成功跻身于特高压重要设备供货商。在电容器板块,无锡赛晶、合容电气等一批民营企业与国有企业、中外合资企业平分秋色。民营企业中标比重加大是特高压市场的一大亮点。
专利云集,百舸争流,特高压市场因此涌现出一批强者。特高压产生了强大的磁场效应。通过专业化分工和协同作战锻造出强大的竞争优势,特高压现代产业集群愈来愈呈现出蓬勃的生命力。
特高压是发动机,特高压也是品牌伞。在今天的中国国家名片里,特高压已占据重要位置。在特高压的大旗下,由产业集群走向品牌集群,中国智造在路上。
免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。