從萬(wàn)米高空俯瞰大地，山中鐵塔是云的起點(diǎn)、路的終點(diǎn)，飛架的銀線橫亙崇山峻嶺、蜿蜒大江南北。這是特高壓電網(wǎng)將清潔電能源源不斷地送向四面八方，為神州大地帶去光明與溫暖。
從云南的金沙江畔到深圳的珠江口，最快、最忙的“高速”路線是哪一條?既不是飛機(jī)航道，也不是高鐵線路，而是西電東送工程搭建起的電力高速路——不到1秒鐘，來(lái)自云南的清潔電力，就通過(guò)特高壓電網(wǎng)抵達(dá)廣東用戶的桌上案頭。
截至2020年底，我國(guó)已建成“14交16直”、在建“2交3直”共35個(gè)特高壓工程，在運(yùn)在建特高壓線路總長(zhǎng)度4.8萬(wàn)公里，比繞地球赤道一圈還長(zhǎng)。
改革開(kāi)放前，我國(guó)電網(wǎng)的最高電壓等級(jí)僅為330千伏，如今，我國(guó)已擁有世界上電壓等級(jí)最高的±1100千伏直流輸電和1000千伏特高壓交流輸電線路。短短十余年，我國(guó)特高壓技術(shù)從“沒(méi)有路”到“蹚出路”、從“跟隨跑”到“領(lǐng)頭跑”、從“引進(jìn)來(lái)”到“走出去”，改變了中國(guó)的能源版圖，也改寫了世界的輸變電技術(shù)格局。
從“沒(méi)有路”到“蹚出路”
在北京，故宮上演的燈光秀，離不開(kāi)張北的風(fēng)電光伏;在上海，外灘的流光溢彩，來(lái)源于四川大涼山的電力;在廣州，“小蠻腰”電視塔的霓虹靠云貴高原的水電點(diǎn)亮……
展開(kāi)中國(guó)的資源地圖，可以發(fā)現(xiàn)，煤炭、風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能“深藏”于中國(guó)西部，而用電負(fù)荷中心遠(yuǎn)在幾千公里外的中部和東部。
僅僅在20年前，解決發(fā)電用電區(qū)域不平衡、用電供需緊張最簡(jiǎn)單、最安全的方式仍是拉閘限電。如今，伴隨特高壓成為契合我國(guó)資源稟賦的“超級(jí)快遞”，電力的跨區(qū)域、大容量、遠(yuǎn)距離傳輸成為可能。
目前，僅在國(guó)家電網(wǎng)經(jīng)營(yíng)區(qū)，每年4500多億度電通過(guò)34640公里的特高壓線路，從遙遠(yuǎn)的大西北、大西南，跨越中國(guó)地理三級(jí)階梯，自西向東，源源注入經(jīng)濟(jì)中心，支撐著都市里的璀璨燈光、工廠里的飛轉(zhuǎn)馬達(dá)、千家萬(wàn)戶的日常起居。
從能源中心到負(fù)荷中心，汩汩流動(dòng)的電力像新鮮血液為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供著澎湃動(dòng)力。正是通過(guò)特高壓這一動(dòng)脈，使西電東送更有效率、更加順暢。
特高壓是指直流±800千伏和交流1000千伏以上的電壓等級(jí)。2006年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》第一次把特高壓技術(shù)寫入國(guó)家文件，特高壓列為國(guó)家重點(diǎn)扶持的20項(xiàng)科技發(fā)展項(xiàng)目之一。
從2009年我國(guó)第一條特高壓——晉東南-荊門1000千伏交流特高壓項(xiàng)目正式投入運(yùn)行至今，特高壓解決了中國(guó)能源資源和負(fù)荷逆向分布的困局，實(shí)現(xiàn)了能源跨區(qū)域大范圍的調(diào)配。
國(guó)網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，±800千伏直流工程輸送容量是±500千伏直流工程的2-3倍，經(jīng)濟(jì)輸送距離提高到2-2.5倍。2020年，在運(yùn)特高壓輸送能力達(dá)7340萬(wàn)千瓦，同比提高740萬(wàn)千瓦;利用小時(shí)數(shù)同比提高310小時(shí)。
特高壓工程不僅傳遞著光明，還播撒著希望。
四川大涼山曾是全國(guó)最貧困的地區(qū)之一，從紅軍長(zhǎng)征時(shí)的彝海結(jié)盟到今日的西電東送，希望的火種薪火相傳。正是搭上了電力高速路，促使這里加快走上脫貧致富路。
從“跟隨跑”到“領(lǐng)頭跑”
特高壓工程的探索之路，既是一條服務(wù)經(jīng)濟(jì)的動(dòng)力之路，更是一條技術(shù)自主化的創(chuàng)新之路。在破解中國(guó)能源負(fù)荷逆向分布困局的同時(shí)，也帶動(dòng)了整個(gè)輸變電設(shè)備制造、技術(shù)研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈的形成，打造出中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，獲得了全球標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)。
回溯1989年，中國(guó)投運(yùn)的第一條±500千伏直流輸電線路——葛洲壩至上海的葛滬直流線路的裝備和技術(shù)全套購(gòu)買自外資企業(yè)。彼時(shí)，我國(guó)500千伏交直流電網(wǎng)的設(shè)備制造磕磕絆絆，從變壓器、高壓開(kāi)關(guān)、避雷器、充油電纜到絕緣器材、電纜接頭，與輸變電有關(guān)的設(shè)備制造技術(shù)都需引進(jìn)。超高壓設(shè)備尚且如此，特高壓技術(shù)裝備更是想都不敢想的禁區(qū)。
“特高壓設(shè)備是國(guó)際電工設(shè)備制造領(lǐng)域的珠穆朗瑪峰。”業(yè)內(nèi)人士感慨地說(shuō)。經(jīng)驗(yàn)表明，特高壓設(shè)備大都達(dá)到了設(shè)計(jì)和制造的極限，常規(guī)設(shè)備的制造、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)不能確保對(duì)特高壓設(shè)備特性的精確把握，存在風(fēng)險(xiǎn)。
上世紀(jì)60至90年代，前蘇聯(lián)和日本等國(guó)先后開(kāi)展了相關(guān)前期試驗(yàn)研究，建設(shè)了試驗(yàn)站和試驗(yàn)工程，具有一定技術(shù)儲(chǔ)備，但由于沒(méi)有在運(yùn)行的特高壓工程，沒(méi)有形成特高壓設(shè)備的商業(yè)化供貨能力，也沒(méi)有特高壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
在這種情況下，以特高壓工程建設(shè)為依托，我國(guó)企業(yè)全面主導(dǎo)設(shè)備研制全過(guò)程，充分調(diào)用各種資源和力量，組成由專家委員會(huì)和科研、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、建設(shè)、運(yùn)行單位以及高校組成的常態(tài)設(shè)備研制工作體系，打破業(yè)主與廠家、廠家與廠家之間的技術(shù)壁壘，集中力量進(jìn)行開(kāi)放式創(chuàng)新。如今，與特高壓相關(guān)的變壓器、開(kāi)關(guān)、絕緣等關(guān)鍵設(shè)備均實(shí)行了國(guó)產(chǎn)化率100%。
柔性直流換流閥被稱為特高壓直流工程的“心臟”，研發(fā)難度極高，目前這顆國(guó)產(chǎn)“心臟”已在昆柳龍直流特高壓工程龍門換流站穩(wěn)定“跳動(dòng)”。
“在西電東送工程和特高壓項(xiàng)目的帶動(dòng)下，中國(guó)輸變電產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展。特變電工從一家瀕臨倒閉的街道小廠，發(fā)展成為輸變電制造行業(yè)的龍頭企業(yè)。”特變電工股份有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō)。
“在建的白鶴灘—江蘇工程是‘十四五’開(kāi)局建設(shè)的首個(gè)特高壓工程。”國(guó)網(wǎng)直流公司項(xiàng)目經(jīng)理鄒軍峰接受記者采訪時(shí)表示，“我們?cè)诠こ探ㄔO(shè)中強(qiáng)化了科技創(chuàng)新，在世界上將首次研發(fā)柔直+常規(guī)的混合級(jí)聯(lián)特高壓直流輸電技術(shù)，研發(fā)應(yīng)用能夠快速實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)能量平衡的可控自恢復(fù)消能裝置，將特高壓直流饋入由依賴電網(wǎng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹坞娋W(wǎng)，緩解華東電網(wǎng)火電機(jī)組減少導(dǎo)致的電壓穩(wěn)定壓力，大幅提升華東電網(wǎng)受電能力。”
如今，我國(guó)是唯一能自主研發(fā)特高壓全套設(shè)備的國(guó)家，也是全球唯一掌握特高壓技術(shù)以及商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的國(guó)家，其安全穩(wěn)定性得以驗(yàn)證，從未發(fā)生過(guò)類似于歐美電網(wǎng)大面積停電的事故。
從“引進(jìn)來(lái)”到“走出去”
從超高壓技術(shù)設(shè)備的“引進(jìn)來(lái)”，到特高壓技術(shù)裝備標(biāo)準(zhǔn)的“走出去”，這一“進(jìn)”一“出”，見(jiàn)證了我國(guó)輸變電技術(shù)的變遷。
梳理特高壓發(fā)展脈絡(luò)，僅十幾年，我國(guó)特高壓工程建設(shè)就具備了世界最高水平，創(chuàng)造了一批世界紀(jì)錄。去年底剛投產(chǎn)的南方電網(wǎng)±800千伏昆柳龍直流工程是全球第一條特高壓柔性直流工程，創(chuàng)造了世界上容量最大的特高壓多端直流輸電工程、首個(gè)特高壓多端混合直流工程、首個(gè)特高壓柔性直流換流站工程、首個(gè)具備架空線路直流故障自清除能力的柔性直流輸電工程等19項(xiàng)電力技術(shù)領(lǐng)域的世界紀(jì)錄，每一項(xiàng)都是輸電技術(shù)領(lǐng)域“無(wú)人區(qū)”的重要突破。
通過(guò)發(fā)展特高壓，我國(guó)裝備制造技術(shù)水平和輸變電技術(shù)水平實(shí)現(xiàn)了由“中國(guó)制造”到“中國(guó)創(chuàng)造”的跨越。由168項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組成的特高壓輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，讓我國(guó)在國(guó)際電工標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域話語(yǔ)權(quán)顯著提升，由此成立的國(guó)際特高壓直流和交流輸電技術(shù)委員會(huì)秘書處也設(shè)在中國(guó)。
目前，特高壓帶動(dòng)中國(guó)技術(shù)、裝備、工程走出去，成為能源領(lǐng)域“出海”的一張“金名片”。國(guó)家電網(wǎng)首個(gè)在國(guó)外獨(dú)立投資、建設(shè)和運(yùn)行的特高壓工程——巴西美麗山水電±800千伏特高壓直流，解決了長(zhǎng)期困擾巴西的遠(yuǎn)距離能源輸送難題。
技術(shù)沒(méi)有止境，創(chuàng)新沒(méi)有終點(diǎn)。“我們?cè)诮ㄔO(shè)中積極響應(yīng)國(guó)家新基建、數(shù)字化的要求，探索智慧化管控手段。布拖換流站智慧工地是迄今為止功能最全、覆蓋面最廣的換流站智慧工地系統(tǒng)，它包含了人員車輛管理、信息采集反饋、安全監(jiān)管、質(zhì)量監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)以及BIM三維數(shù)字交底等多種功能，在全站設(shè)置高清攝像頭，能夠做到全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)。”白鶴灘—江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程布拖換流站智慧工地控制指揮中心項(xiàng)目副經(jīng)理王雪野說(shuō)。
啟航新征程。“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的號(hào)角已經(jīng)吹響，特高壓正在擔(dān)起新的歷史使命。
