按國際電工委員會(huì)（IEC）的標(biāo)準(zhǔn)：特高壓輸電對(duì)交流輸電來講，是指1000千伏及以上的輸電電壓等級(jí)，這是目前世界上最高的輸電電壓等級(jí)。從20世紀(jì)90年代起，美國、日本、前蘇聯(lián)都曾開展特高壓交流輸電技術(shù)方面的研究，但都沒能實(shí)現(xiàn)成熟使用。
現(xiàn)在，我國在這一領(lǐng)域取得重大突破：中國國家電網(wǎng)公司等單位共同研發(fā)的特高壓技術(shù)和設(shè)備，成功攻克了百萬伏特高壓輸電的世界性技術(shù)難題，被國際電工委員會(huì)認(rèn)為是“世界電力工業(yè)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑”。日前，“特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用”項(xiàng)目，獲2012年度國家科學(xué)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。
國家需求是發(fā)展特高壓輸電的動(dòng)力
我國電力的主要供應(yīng)能源資源是煤炭和水，這些資源主要集中在山西、貴州、內(nèi)蒙古、甘肅等地。但我國用電的負(fù)荷需求，主要集中在長江三角洲和珠江三角洲及華北地區(qū)，遠(yuǎn)距離大容量傳輸電能的難題擺在面前。由于電線都有電阻，輸電過程中會(huì)有電能損耗，且電壓越高，損耗越小。所以遠(yuǎn)距離大容量輸電，提高電壓成為必然選擇。目前輸電的華中、華東、華北、東北和南方電網(wǎng)，都是以500千伏為主的高壓電網(wǎng)架。
國家“973”首席科學(xué)家、國家電網(wǎng)公司交流建設(shè)部副主任陳維江介紹，“500千伏高壓輸電，支撐了我國近30年的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，特高壓輸電技術(shù)成了我們必然的選擇。”根據(jù)計(jì)算，500千伏的輸送電壓提高到1000千伏特后，輸送相同功率的電，損耗只有原來的三分之一到四分之一。
九千余次雷擊未引起線路跳閘
攻克特高壓輸電這樣的世界性技術(shù)難題，中國靠什么突破？國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理劉振亞總結(jié)說，“相關(guān)單位和技術(shù)人員‘產(chǎn)學(xué)研用’協(xié)同攻關(guān)，協(xié)同創(chuàng)新。”2004年，“特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用”項(xiàng)目由國家電網(wǎng)組織實(shí)施，國內(nèi)電力和機(jī)械行業(yè)的100余家單位，近5萬人參與了項(xiàng)目的研發(fā)和建設(shè)。
在位于武漢市的國家電網(wǎng)特高壓交流輸電試驗(yàn)基地，中國電力科學(xué)研究院高級(jí)工程師鄔雄介紹，“對(duì)于特高壓輸電來說，所有設(shè)備必須安全可靠，哪怕是一個(gè)螺絲松了都可能導(dǎo)致大故障，一定要有足夠能力的試驗(yàn)檢測(cè)手段才行。試驗(yàn)基地的裝置，跟現(xiàn)實(shí)裝置幾乎一樣，電壓達(dá)到了1000千伏特。”
在國家電網(wǎng)環(huán)境氣候?qū)嶒?yàn)室前，鄔雄介紹，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室可模擬各種氣候條件，比如雷擊、冰雹等。為確保特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、設(shè)備、工程的安全應(yīng)用，國家嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，把特高壓輸電的試驗(yàn)參數(shù)、能力和規(guī)模都提升了。經(jīng)過試驗(yàn)，九千余次雷擊沒引起特高壓輸電線路的跳閘。
預(yù)計(jì)每年將節(jié)約電力供應(yīng)成本600億元
從千里之外的“煤鐵之鄉(xiāng)”山西省長治，用特高壓把電輸送到湖北荊門，這在10年前，只是個(gè)夢(mèng)想。如今，這一夢(mèng)想成為現(xiàn)實(shí)。2006年，國家核準(zhǔn)“特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用”示范工程建設(shè)。2009年1月，工程投入運(yùn)行，從山西的晉東南，經(jīng)過河南的南陽到湖北荊門，輸電線路全長640公里。
湖北省電力公司副總工程師楊勇介紹，“該項(xiàng)目建成的試驗(yàn)示范工程，與采用500千伏方案相比，節(jié)省走廊占地1/2至2/3，減少輸電損耗2/3。工程投運(yùn)以來，一直保持安全穩(wěn)定運(yùn)行，累計(jì)向華中地區(qū)送火電185億千瓦時(shí)，節(jié)約用煤300多萬噸、減排二氧化碳近900萬噸，成為我國南北方向一條重要的能源輸送通道。”
國家電網(wǎng)公司科技部副主任周宏介紹，發(fā)展特高壓輸電已列入國家“十二五”規(guī)劃綱要和國家能源科技“十二五”規(guī)劃。預(yù)計(jì)未來我國特高壓交流工程的線路長度將達(dá)到1.8萬公里，可向中東部地區(qū)輸入電力約2億千瓦，節(jié)約當(dāng)?shù)赝恋刭Y源3400公頃，每年節(jié)約電力供應(yīng)成本600億元。