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没有特高压输电,中国有9亿人只能靠煤电照明取暖

来源:未知   作者:上继    发布时间: 2017-11-15 16:23   浏览:

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没有特高压输电,中国有9亿人只能靠煤电照明取暖

中国第六次人口普查显示,93.43%的人生活在胡焕庸线(一条贯穿中国版图的假想线段,用以说明中国人口分布区域差异)以东地区,这里长期依赖煤炭为主的火力发电,这同时也给中国带来严峻的环境问题,大部分都市上空都被雾霾覆盖。


  那么,有没有可能不烧煤炭,换用更清洁的能源呢?当然可以。但是,高效清洁能源如太阳能、风能、水能等均分布在西部偏远地区,要想把西部这些清洁能源输送到中东部地区,需要跨越2000多公里以上的距离,而要解决这么远距离的能源输送,就不得不提到一项全世界只有中国全面掌握并且开始大规模工程应用的技术——特高压输电技术。


(一)什么是特高压输电?


特高压输电图



输电电压一般分为高压、超高压和特高压。国际上,高压通常指35—220千伏的电压,超高压则指330千伏及以上、1000千伏以下的电压,而特高压则是1000千伏及以上的电压。具体地,特高压输电技术又分为特高压交流输电(不小于1000千伏)和特高压直流输电(不小于±800千伏),其中特高压直流输电以其更适合长距离点对点输电成为各国竞相发展的前沿技术。


  在利用特高压输电技术输送电力时,发电厂发出的电先要通过升压变压器将电压升高至1000(±800)千伏以上,然后到用电地区再通过降压变压器将电压降至220/380伏供用户使用。


(二)中国特高压输电不断刷新世界纪录


  2011年3月,中国将特高压工程列入国家"十二五"规划,计划建设“三横三纵一环网“特高压骨干网架和13项直流输电工程(其中特高压直流10项),这一过程中,中国的特高压输电在电压等级、输送电量、距离等方面不断刷新世界纪录。


  2016年1月11日,起始于新疆昌吉自治州,途经新疆、甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽6省(区)最终到达安徽宣城的、全长3324公里的准东-皖南±1100千伏特高压直流输电工程开工, 工程建成后将是目前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。

(天山脚下,准东——皖南±1100千伏特高压直流工程施工图)

(天山脚下,准东——皖南±1100千伏特高压直流工程正在加紧施工)


除了在建的项目,截至2017年9月,中国已经建成投运的就有“八交九直”17个特高压工程,初步形成了西电东送,北电南供的特高压输电网络,使中东部近9亿人用上了西部的清洁能源,节省煤炭9500万吨,相当于四川省一年的煤炭消耗量。










  在“四交五直”工程基础上,中国后续还将建设三批特高压工程,首先是加快建设“五交八直”特高压工程,其次在2018年以前开工建设“十交两直”特高压工程,加快统一同步电网建设,最后,2020年以前开工建设“十三五”规划的特高压网架加强和完善工程。

(中国特高压输电十三五规划图)

(中国特高压输电十三五规划图)

(三)特高压输电设备,中国同样领先世界


  要使用特高压直流输电技术,离不开一些关键的设备,具体包括:换流阀、换流变压器、平波电抗器、直流滤波器和避雷器,其中在换流阀和换流变压器上,中国的制造技术国际领先。


1、换流阀


  作为特高压直流输电的核心装备,多组换流阀按照程序触发可实现换流器电压、电流及功率的控制与调节。


  中国今年成功研制出世界首个特高压柔性直流换流阀,实现了开关器件、电容部件集成的功率模块单元,并以“搭积木”的方式构建成800千伏大型阀塔,该阀塔重量约70吨,相当于一架C919大型客机的重量。这一特高压柔性直流换流阀的成功研制,意味着中国在国际上首次将柔性直流技术推广到±800千伏特高压等级,送电容量提升至500万千瓦,打破了ABB和西门子对这一技术的垄断。

(世界首个特高压柔性直流换流阀)

(世界首个特高压柔性直流换流阀)




2、换流变压器


  换流变压器是整个直流输电系统的心脏。换流变压器作用是将送端交流系统的电功率送到整流器,或从逆变器接受电功率送到受端交流系统。它利用两侧绕组的磁耦合传送电功率,同时实现了交流系统和直流部分的电绝缘和隔离,从而避免了交流电力网的中性点接地和直流部分的接地所造成某些元件的短路。


  目前,中国已经能够自主研发±800kV特高压直流换流变压器,创造了世界单体容量最大(493.1MVA)、技术难度最高、产出时间最短的世界纪录,突破了变压器的绝缘、散热、噪音等技术难题。

(换流变压器)

(换流变压器)


(四)特高压输电技术,全世界都在用中国标准


  中国跨越3000多公里送电的特高压技术的成熟,让跨国跨州电力联网成为可能,目前,中国正在加速推进全球能源互联互通,特高压项目在国外不断落地。


  2009年1月,中国获得菲律宾国家输电网特许经营权40%股权,此后,中国特高压输电的触角先后伸向葡萄牙、澳大利亚、意大利、希腊及香港等7个国家和地区骨干能源网,基本实现了全球布局。目前,境外投资项目做一个成一个,境外资产规模逐年上升,总额达568亿美元,且无一亏损,全部盈利。


  此外,中国还正积极开展与俄罗斯、哈萨克斯坦、蒙古、巴基斯坦等周边国家的电力能源合作,加快推进有关特高压联网工程的规划、前期建设工作,预计到2025年基本实现与周边国家电网的互联互通。

(中国提议全球能源互联网构想图)

(中国提议全球能源互联网构想图)

目前,中国共制定特高压输电国际标准14项、国家标准50项、行业标准73项、企业标准189项,全世界都在使用中国的这一套标准。


结语


  特高压输电技术已成为继高铁、核电之后中国在世界范围内的第三张高科技名片,从关键设备到技术,中国的特高压输电一直处于国际领先的地位,不过,特高压输电目前还面临能量储存和对突发情况抗性等问题,要实现全面普及,中国仍有很长的路要走。




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