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中国有没有真正独步天下的高科技?当然有,特高压技术就是一个。
1888年,李鸿章花6000两白银买了套发电设备和电灯,装在慈禧寝宫讨老佛爷欢心的时候,恐怕不会想到,100多年后,中国特高压技术会领跑世界。特高压被称为“电力高速公路”,目前,中国是全球唯一掌握特高压技术,并商业化运营的国家。中国的技术标准,也是全球唯一的标准。
特高压是指电压等级在交流1000千伏及以上和直流±800千伏及以上的输电技术,具有输送距离远、容量大、损耗低和效率高等技术优势。据国家电网公司提供的数据显示,一回路特高压直流电网可以送600万千瓦电量,相当于现有500千伏直流电网的5到6倍,而且送电距离也是后者的2到3倍。
目前,中国特高压配套通信网络建设正进入高峰期,2020年计划新建工程10项,续建工程8项,总投资金额超10亿元,数量和规模均创历史新高。中国正是有了这一建造电力输送的“5G”技术,新疆、内蒙古发的电才能送到北京,三峡水库发的电才能送到上海,云贵川大峡谷里的水电才能送到广州。
当人们在家中轻轻按动开关的时候,灯亮了。你使用的一度电,有可能来自千里之外的高原、水库或峡谷。特高压输电,不仅解决了我国能源與电力负荷逆向分布问题,还实现了国家“西电东送”的战略。这个看似和生活相去遥远的科技,却实实在在地改变着我们的生活,甚至影响着世界经济版图。
告别“拉闸限电”
去年,印度高温,中央邦一处森林有15只猴子疑似中暑死亡。今年6月,据气象部门监测,印度最高气温达到47.4摄氏度,这一温度出现在拉贾斯坦邦一个名为楚鲁的小县城。自2016年开始,印度有超过600人因高温死亡,仅首都新德里就有340多起死亡报告。
印度高温现象不禁让人担忧,这个国家还有近1亿人无电可用,漫漫长夏该怎么度过。事实上,早在2015年,中国已经让西藏、甘肃、青海等最后3万多“无电人口”用上了电。也是在这一年,印度发电量超过了日本、俄罗斯跃居世界第三,可为什么还有那么多人用不上电?
从技术上看,是因为印度没有中国这么完备的电网和输电技术,特别是长距离输电唯一的解决方法——特高压输电技术。上海电力大学能源电力科创中心副主任赵文彬表示,建发电厂容易,可想把电送出去,并不那么简单。输电电压一般分高压、超高压和特高压。每一次电压等级提升,不是对前一级别的简单放大,而是关键技术和配套设备质的提升。
形象地说,输电线路就像是一条运送电的“道路”。要想送得多,就必须得加大电压或电流,而电流太大会引起电线发热,电在输送的过程中损耗太多,于是就要升高电压来提高输电的效率。没有电就不可能会有工业和社会经济的发展,假如没有啃下特高压输电技术,中国可能和印度的境遇差不多。
赵文彬介绍,从上世纪80年代开始,我国就对特高压交流输电技术进行初步研究。但由于当时科研力量薄弱、配套条件尚不成熟等原因,这些研究只停留在了蓝图构想层面。每逢夏天用电高峰就频频拉闸限电的记忆,离开我们并没有多少年的时间。“当时电力优先供应给工业生产,其次才是保证居民用电,别说农村,城市也是三天两头停电。” 老一辈上海人回忆,那时的电几乎等同于电灯,家家户户的抽屉里都会备几根蜡烛。
1970年后,上海建成高桥电厂、金山电厂以及多条220千伏线路,扩建了闵行、吴泾、闸北电厂。除了闸北电厂至浦东变电站是单回线连接,其他电厂、变电站之间逐步形成220千伏双回线环网。但这时,电的用量仍然“捉襟见肘”。资料显示,直到2003年夏天,全国还有22个省拉闸限电,经济发展也卡在缺电的瓶颈。
后来,改革开放的春风吹遍全国,经济好了,用电量大幅提升,电网建设也进入了一个新的发展时期。为了满足日渐增长的用电需求,上海电力双管齐下,一方面集资开办本地电厂,一方面加强电网建设并大力引进外来电。
1990年,全国第一条500千伏超高压直流输电线路葛南线全面竣工投运,全长1045.6千米,西起宜昌葛洲坝换流站的电力输送至上海南桥换流站,为上海新增了25%的供电能力,实现了华中、华东两大电网的非同步联网。随着葛洲坝电厂一期和二期工程相继投产发电,一批500千伏输变电工程在湖北、华中大地相继动工兴建。
1993年,全国首座220千伏地下变电站在上海人民广场入地。1994年底,随着500千伏南桥至杨高的5106线建成投运,上海形成500千伏“C”型双环网。只能等电来的日子彻底结束。1994年6月15日,上海开通了全国第一条24小时受理客户故障报修和业务咨询的用电服务热线。热线电话的号码是3292222,上海话谐音是:“三娘舅,亮亮亮亮”。
这门寄予了让老百姓灯“亮”起来的“三娘舅”热线一经推出,即收获热烈反响。当年日平均业务受理就达到200起,用电高峰时期可达600至700起。此后,华北与东北、川渝与华中、华中与华北相继联网。
解决供需矛盾
许多电力权威专家一致认为,我国是一次能源和电力负荷分布极不均衡的国家,上游是“憋”着各种能源资源蓄势待发,下游是急盼用清洁能源换取可持续发展的电力负荷中心。它们之间的距离远达数百甚至上千公里,传统的超高压输电技术难担此任。