中国特高压工程「刀背梁上建113座基铁塔」 如何从落后到领先全球
只用0.005秒,就可以把青海的绿色能源输送到1,500多公里之外的河南;一秒的输电量足够一个家庭使用两年……这就是特高压输电工程。
特高压技术有“电力高速路”之称,是中国制造的金漆招牌之一。从2009年首个特高压工程投运到目前,中国已建成19条特高压交流线路、20条直流线路,输电长度超过4万公里,是“西电东送”的能源主动脉。
何为特高压 ?为何必须采用特高压?
一般来说,输电电压分高压、超高压和特高压。特高压输电技术是指交流1,000千伏、直流±800千伏及以上的输电技术。
与高压和超高压相比,特高压有传输效率高、输电距离远、线路损耗低、节约土地等优势。例如在输送相同功率的情况下,1,000千伏特高压交流和±1,100千伏特高压直流的输电距离,分别是500千伏输电线路的4倍和5倍,而线路损耗则只有25%。
直流、交流又如何理解?简单来说,特高压直流用于超远距离、超大容量的点对点的传输,不能形成网络,就好像是“直达航班”。特高压交流则可以形成网架结构,电力的传输、交换、疏散都十分灵活,就好像是“公路交通网”。两者在不同场景下形成互补。
中国80%以上的能源资源分布在西部、北部;但70%以上的电力消费集中在东部、中部,因此催生“西电东送”这个超级工程。为了提高输电效率、实现跨区域远距离传输,特高压输电技术的发展成为必然。
特高压不是高压电网的简单放大,而是关键技术和配套设备质的提升,被称为是输电领域的“珠穆朗玛峰”,技术难度大。
自上世纪60年代开始,美国、日本、苏联等发达国家就相继进行过特高压输电技术研究,并陆续有项目建设投入使用。但由于技术挑战、运营效益等问题,最终降压或停止运营。
但中国并未放弃,数十间科研机构和高校、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,先后攻克了310项关键技术。
“不逼上绝路,不知道创新潜力有多大。”有“特高压之父”之称的刘振亚曾这样感叹。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,研制出了世界上电压等级最高、容量最大的单体变压器。在相关领域扮演引领者角色。
高空架线 穿越无人区 克服建设难关
除了技术难题,特高压工程还面临艰辛的建设难关,要克服施工无人区、地理无人区的双重挑战。
例如全长1,901公里的金上至湖北特高压,途经西藏、四川、重庆、湖北4个省份,是世界海拔最高的特高压直流输电工程。
该工程的其中一段,是要在最陡坡度达到65度的“刀背梁”上建设113座基铁塔。为了将架设铁塔所需的近7.5万吨物资运入深山,施工队修建了6条共36公里长的道路。为最大程度保护生态环境,除必须修建临时道路的地段外,其余点位都采用索道运输,前后修建了82条、累计长度超过60公里的运输索道。
又如川渝特高压输电工程,其中一段要翻越甘孜折多山,高空架线成了难度最大的环节。施工队伍在崇山峻岭中完成62座铁塔组建及架线任务。平均施工海拔达4,058米,含氧量仅有平原地区的60%,条件之艰苦、施工之艰辛可想而知。
4万公里绿电天路 保障全国电力供应
自2009年1月,中国第一条特高压输电工程正式投入运行;截至2023年底,中国共建成特高压交流线路19条、特高压直流线路20条。输电长度超过4万公里,总输送电量超过3万亿千瓦时,电力输送技术达到世界领先水平。
近些年来,世界上很多国家都发生过大面积停电事故。但在中国,近几十年不但没有发生过大面积停电事故,而且电网安全运行水平、供电可靠性均位居世界前列。这一条条“绿电天路”,正是电力供应的有力保障。
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