科技进步特等奖“特高压交流输电”——“煤从天上飞”

    从遥远的“煤铁之乡”山西省长治把特高压交流电经晋东南、豫西南，最终输送到湖北荆门，这在10年前还仅存在于想象当中。
　　如今，中国国家电网公司等单位共同研发的特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用则让这一梦想成为现实。这套技术和设备也凭借其在世界电网建设史上里程碑式的突破，荣获2012年度国家科学进步奖特等奖。
　　2004年底，在深入分析我国经济社会发展需要和能源禀赋特征等基本国情的基础上，国家电网公司提出了发展特高压交流输电的战略构想。
　　特高压交流输电是指 1000千伏及以上的交流输电，具有输电容量大、距离远、损耗低、占地少等突出优势。
　　“这是解决我国能源资源分布不均、缓解煤电运紧张现状的有效措施。”项目第一完成人国家电网公司党组书记、总经理刘振亚说。
　　“我们国家的能源资源主要分布在北部和西北部，但用电量最多的是东南部。这就要求把能源资源就地转变为电力，远距离输送，在全国范围来优化配置。此外，目前我国的电力供给方式主要是依靠煤炭发电。2011 年，我国的用电量达到4.7万亿千瓦时，57.8%的铁路运力‘扑’在煤炭运输上，对环境‘损伤’很大。预计到2020年，中国的用电量将达到8.6万亿千瓦时，如果依然用‘煤从地上跑’的运输方式和500千伏输电，将难以为继。”
　　然而构想归构想，实现起来并没那么容易。
　　特高压交流输电代表国际高压输电的最高水平。上世纪60年代至90年代末，苏联、日本、意大利和美国等发达国家都曾开展过试验研究，但没有形成成熟适用的技术和设备，没有实现商业运行，更没有可借鉴的技术标准和规范。
　　在这种情况下，项目研发团队没得选择，只能完全靠自己。
　　“我们既面临高电压、强电流的电磁与绝缘技术世界级挑战，又面临重污秽、高海拔的严酷自然环境影响，创新难度极大。”国家电网公司交流建设部副主任陈维江坦言。
　　在国家的高度重视和大力支持下，项目联合国内电力和机械行业的科研、设计、制造、高校等100余家单位，坚持“基础研究、设备研制、系统集成、试验验证、工程示范”的技术路线，产学研用协同攻关，最终在电压控制、外绝缘配置、电磁环境等六大方面实现创新突破，掌握了特高压交流输电核心技术，研制成功全套设备，建成世界上电压等级最高、输电能力最强的交流输电工程。
　　据陈维江介绍，项目建成并已投入运行的晋东南至荆门100伏特高压交流试验示范工程，与采用500千伏方案相比，节省走廊占地1/2至2/3，减少输电损耗2/3。工程投运4年以来，一直保持安全稳定运行，累计向华中地区送火电296.44亿千瓦时，替代输煤约900万吨，极大缓解了华中地区严重缺电局面，拉动GDP增长达3200亿元；向华北地区送水电122.81亿千瓦时，减少弃水电量55亿千瓦时，节约用煤400多万吨、减排二氧化碳近1200万吨，成为我国南北方向一条重要能源输送通道。
　　目前，项目成果已应用于建成投运的特高压交流试验示范工程扩建工程，和正在建设的安徽“两淮”煤电基地送上海特高压交流工程。