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重磅 | 独家揭秘中国特高压前世今生(2)

就在发展特高压得到国务院领导认可后不久,一股反对声音也在萌生。

2005年5月,一份题为《关于发展特高压电网存在的问题和建议》的报告,提交到国务院。提出现有的500千伏电网上面再搞一个1000千伏级电网,是否必要,是否安全。

三天后,国务院要求国家发改委组织专家讨论。一场旷日持久的特高压“论战”由此展开。

2005年6月21-23日,国家发改委在北戴河组织召开了特高压输电技术研讨会。会场摆的论证资料厚达半米,“200多人参加,既有电工专家,也有电力设备专家”。

专家们提出的问题主要集中于四个方面:输煤输电比较、特高压经济性、安全性和电磁环境影响。

事实上,与500千伏超高压交流输电相比,1000千伏特高压交流输电距离增加了2-3倍,输电容量提高了4-5倍,输电损耗仅为1/3,走廊宽度仅为1/3,单位造价只需70%。

与±500千伏超高压直流输电相比,±800千伏、±1100千伏特高压直流输电距离分别增加了2-3倍、5-6倍,输电容量分别提高了2-3倍、4-5倍,输电损耗不到1/2、1/4,单位容量走廊宽度仅为65%、55%,单位造价只需65%、40%。

与输煤相比,西部北部大型煤电基地的电力通过特高压输送到东中部负荷中心,到网电价比当地煤电标杆上网电价低0.06-0.13元/千瓦时。

另外,特高压输电工程的电磁环境指标均符合国标要求,噪声明显低于500千伏输电工程。

从2009年我国第一条特高压工程投运到现在,我国已经建成了30个特高压交直流工程,充分验证了特高压的安全性。在特高压电网的有力支撑下,我国电网是目前世界上唯一没有发生大面积停电事故的特大型电网。

会上,大部分人都赞成搞特高压,即便一些人提出了需要改进或注意的问题,但大方向上也都赞成搞。国家电网公司呼吁“开展试验示范工程建设的条件已经具备,建议尽快批准试验示范工程”。

2005年9月下旬,晋东南-南阳-荆门1000千伏交流特高压试验示范工程可行性报告顺利通过国家审批。

北戴河会议后,特高压发展未能一帆风顺,一些机构和人员再次提出不同意见。

2005年10月31日,国家发改委召开第二次论证会,并特意邀请反对特高压的人来参加。

会议邀请了原电力部部长史大桢、原电力部副部长陆延昌等老领导,与会专家写了书面意见材料,并都签上了名字。

两次会议过后,

反对意见仍然集中在特高压的安全性、经济性、可靠性等问题,尤其是对交流特高压技术的应用以及由此出现的交流同步电网、大电网安全性等方面,还有不同意见。

2006年春节后,一些人再次提出,慎重考虑发展特高压技术。

特高压一度成了敏感话题,开始陷入“专家上书-国家电网公司汇报-政府论证-专家再上书-国家电网公司再汇报-政府再论证”的“怪圈”。

后来,国家发改委原副主任、国家能源局原局长张国宝在《筚路蓝缕》一书中回忆:“由于有着过多的争议,延缓了特高压的建设。”“不要说刘振亚了,像我们这样的人都感到身心疲惫。其实争论不可怕,但只争论不拍板,这是有问题的。”

2006年11月27日,国家电网公司举办了特高压输电技术国际研讨会。会上,时任国际大电网会议秘书长科瓦尔认为,发展特高压不存在技术可行性问题。对于是否发展特高压技术,当时意见已经比较一致。

但在第一条特高压工程已经安全运行了5年多,后续多条特高压工程相继建成并安全运行的事实面前,仍然有人不断质疑。

为此,2014年3月,全国政协组织了一次专题调研。5月15日,全国政协双周协商座谈会专题研究特高压发展有关重大问题。会上,国家电网公司就为什么要发展特高压技术、为什么要构建“三华”同步电网、为什么特高压电网要交直流协调发展等重大问题进行了全面系统汇报。这次会议对特高压发展有很大的推动作用,

但原来反对的人仍然坚持反对。

无论如何,全国政协座谈会、北戴河会议、发改委会议、特高压国际会议,在中国特高压发展史上,都是绕不过的思想论战。

“思想解放”的困境

重磅 | 独家揭秘中国特高压前世今生

▲1000千伏榆横—潍坊特高压输电线路。

特高压发展过程中,面对的最大难题首先是思想认识问题。

中国电力行业,几十年来已经习惯了跟着欧美发达国家走,有些人首先思维上就有定式,认为外国人搞不成的中国人也搞不成。

但好像无论特高压发展到什么程度,永远也叫不醒那些装睡的人。于是,在特高压发展不同阶段,总会出现不同声音。早期,有人提出我国不需要特高压,现有电压等级就能满足要求;之后,又提出特高压核心技术中国人解决不了、关键设备造不出来;工程建设阶段,提出电磁环境问题无法解决;工程投运后,提出设备不可靠、电网不安全不经济;多条工程安全稳定运行多年后,又提出不需要特高压交流、只需要特高压直流。争论层层加码。正如原电力部部长史大桢所说:“如果要抱着旧观点不放,谁也不会发展,我就希望有些人能够早一点醒过来就行。”

2006年元旦前两天,特高压输电技术被正式列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》。但有人仍指出该规划纲要没有说电压等级,没有明确说是特高压。

对此,张国宝回忆:“有人说《纲要》里没有说电压等级是多少,没有指出来特高压。后来我翻了一下,里边是写清楚了的,直流是±800千伏,交流是1000千伏。”“我认为发展特高压还是多数科技工作者的共识。”

为了积极应对,国家电网公司曾多次到国务院汇报工作,写了多份汇报材料,说明电网电压等级、规模与安全性没有必然联系。保证电网安全关键是电网的结构和技术手段的先进性、适用性以及运行管理水平。

为了全面了解特高压发展情况,国家电网公司先后组织专家多次赴日本、俄罗斯等国家实地考察。2005年,刘振亚在日本考察期间,甚至专门中途停车徒步上山,听特高压线路噪声。当年日本建设了特高压输电线路,但一直降压500千伏运行;特高压试验站三台试验用单相变压器,分别由日立、东芝、三菱制造,一直带电试运行。在俄罗斯考察时,看到前苏联时期研发的特高压开关断口多达12个(中国特高压开关断口一般是2个),又笨重又粗糙,这也是受当时的技术和材料所限。

通过考察,国外特高压发展要么是尚处于研究阶段,要么是因为技术或经济的原因,没有商业运行。

“当时看到日本和俄罗斯的特高压都不成功,我压力很大,但为了国家发展,面对再大的风险,也要把特高压搞成功。”多年以后,刘振亚用了“后怕”两个字来形容这段心路历程。

思想解放的过程虽然艰辛,但不解放,就不可能推动特高压创新发展。

平息争议最好的办法显然是用事实来证明。正如2015年原电力部部长史大桢所说,国内关于特高压的争论至今没有结束,但是这十几年取得的实际效果证明,即使有不同意见,特高压这条路坚决非走不可。

征服电力“珠穆朗玛峰”

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▲南阳开关站特高压1100千伏、240兆乏并联电抗器套管吊装施工。

特高压在中国属于“白手起家”。

2004年以来,国家电网公司先后组织几十家科研机构和高校、200多家设备制造企业、500多家建设单位、几十万人参与了特高压基础研究、技术研发、设备研制、系统设计、试验验证、工程建设和调试运行等工作,攻克了310项关键技术,解决了过电压与绝缘配合、电磁环境控制、特高压交直流混合大电网安全控制等世界级难题。

判断电网是否安全,世界各国都是以仿真计算作为评价依据。中国电科院建成了世界最先进的电力系统仿真平台,对包括220千伏到1000千伏电网、2258台发电机、35932条线路、11547个节点的超大型特高压交直流混合电力系统进行了全景仿真计算,模拟了10万多个故障条件和运行方式,充分验证特高压电网的安全可靠性。

2010年,在“三华”电网争议沸点之时,国家能源委专家咨询委员会专门组织专家、院士到中国电科院调研。中国电科院通过仿真模拟计算和多方案比较,认为“三华”同步电网不是优和劣比选,而是电网发展的必然选择。

特高压设备国产化,需要先进的试验条件。目前,中国建成了世界上电压等级最高、技术最先进、功能最完备的特高压试验研究体系,并依靠自主创新成功研制了世界上电压等级最高、容量最大的单体变压器、直流换流阀、换流变压器,开断能力最强的开关设备等21大类、百余项首台首套特高压关键设备实现国产化。

“不逼上绝路,都不知道创新潜力有多大。”特高压的很多关键设备就是这么逼出来的。晶闸管是特高压直流输电的“CPU”,决定了特高压直流的输电能力。当时,有5英寸和6英寸两个方案。多数意见认为,“5英寸晶闸管技术成熟,国内能够生产,而6英寸晶闸管国内外均未生产使用过,靠国内自主研发很困难”“当时,我是坚持采用6英寸方案,国家电网公司内部有些同志其实也有畏难情绪,担心搞不成。但世界上哪有简简单单,就能实现的国际领先?”刘振亚在回忆这段经历时表示。

现在来看,6英寸的方案选对了。6英寸晶闸管,将通流能力从5英寸晶闸管的3000安培,提高到6000安培以上。新疆准东-皖南±1100千伏特高压直流线路长度3324公里,输电容量达到1200万千瓦。未来,±1100千伏特高压直流输电距离可达6000公里、输电容量可达1500万千瓦。

正是依靠创新精神,

中国制定了全球首个具有完全自主知识产权的特高压技术标准体系,形成了特高压交直流工程从设计到制造、施工、调试、运行、维护的全套技术标准和规范。

中国特高压交流电压成为国际标准。

特高压的成功带动了我国电工装备制造产业全面升级,实现了我国特高压全面“走出去”。2014年和2015年,国家电网公司先后中标巴西美丽山水电特高压直流送出一期和二期工程,目前两项工程均已建成并保持安全稳定运行。

2008年路透社曾发文称,中国计划在2020年时建成一个特高压电网,这项计划“出其不意地抢在那些在升级老电网行动迟缓的西方国家的前头”。

俄罗斯联邦电工研究院院长、俄罗斯科学院院士吉哈捷耶夫,在观看中国特高压的成果后两次流泪。虽然特高压在前苏联起步更早,但最终中国攀登上了世界电力技术的高峰,难免失落和遗憾。

雾霾“催化剂”

重磅 | 独家揭秘中国特高压前世今生

▲1000千伏山东—河北特高压环网工程。