中國特高壓技術「特」在何處?世界範圍僅此一家!

低壓變高壓，內部絕緣材料競然是紙！國產特高壓技術超越人類想像！

編輯 丨國際能源網 瑤瑤

你乘了20多個小時的飛機，跨越大半個地球，還沒來得及倒時差，就急匆匆趕到工作現場準備大幹一場，迎面卻潑來冷水：

「你們的標準和我們當地的有出入！」

「我們當年電力技術世界領先，你們中國人還來學過技術。」

面對不信任，你會怎麼想？怎麼做？

當年，千裡迢迢奔赴巴西開拓海外市場的中國特高壓技術人員們沒有「硬塞道理」強行輸出。

因為他們知道，事實勝於雄辯；他們更知道，中國特高壓技術領先全球，而且還是獨一份的。

自信心的背後，源於中國特高壓技術確實硬核能打。

敢為人先 下「先手棋」

開啟世界電網特高壓時代

在電力技術發展史的考卷中，成熟的特高壓技術毫無疑問是壓軸大題。

這道題，很多發達國家幾十年前就開始研究了，但要麼中途卡殼，要麼直接棄卷。

上世紀60年代起，美國、蘇聯、日本等國家開始研究特高壓輸電技術。當時這些國家經濟增長快，電力需求旺盛，能夠遠距離、大容量輸電的特高壓技術進入科學家的視野。

※ 美國從1967年開始對1000千伏特高壓輸電的特性展開研究。

※ 蘇聯在1985年建成埃基巴斯圖茲—科克切塔夫—庫斯塔奈1150千伏特高壓輸電線路。

※ 日本、義大利也都研究開發過特高壓輸電技術。

蘇聯的特高壓試驗

發達國家摩拳擦掌，結果紛紛退賽：

美國建了一些試驗設施，甚至規劃了工程，但是沒有付諸實施。

義大利建立了試驗站，對絕緣子與電磁環境特性做了一些研究，也建成了幾十公裡的試驗線路，但原來規劃的工程沒有上馬。

日本建設的兩條同塔雙迴路特高壓交流輸電線路的變電站用的還是500千伏設備，後降壓至500千伏等級運行。

1991年蘇聯解體後，僅斷斷續續運行了5年時間，唯一建成完整工程的蘇聯特高壓電網由原來的1150千伏降壓到500千伏運行。

特高壓，這一電力領域公認的高精尖技術，剛剛萌芽就因為各種各樣的「難題」被「雪藏」了。

為滿足武鋼1.7米軋鋼機投產後衝擊負荷的需要建設的500千伏平武線

那時的中國電力還在「超高壓」技術和設備上苦苦求索。1981年，我國首個500千伏平武線輸電工程竣工上馬。1985年，我國首個500千伏直流工程葛上直流開建，連變電站的草皮、螺帽、釘子、水龍頭都要全套進口。

葛上直流南橋換流站裡的設備都是洋貨

縱觀輸電技術從低電壓到高電壓等級提升的過程，西方國家曾經一直領先。330千伏工程，我們比西方晚了20年；750千伏工程，我們晚了40年。

具有自主智慧財產權的核心技術，是企業的「命門」所在。

赤橙黃綠青藍紫，誰持彩練當空舞？

就是這樣一個外國人眼裡的「後進生」，竟然完美回答了特高壓這道壓軸大題，並快速交卷！

2006年，1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示範工程核准開工。2009年1月6日，這項由我國自主研發、設計建設的首個特高壓交流工程投運。

1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓工程

2010年，向家壩—上海±800千伏特高壓直流輸電示範工程投運。

±800千伏向家壩—上海特高壓工程

中國的特高壓時間開始了！

中國電網一舉進入交直流特高壓混合電網時代。

用中國核心技術

解決中國實際問題

為什麼特高壓能在中國取得成功？

回答這個問題之前，頭條君想先問您：

您家有多久沒停電了？是不是「空調wifi冰西瓜」已經是夏日標配了？朋友圈裡曬藍天照的變多了嗎？

這些變化其實都能記「特高壓」一等功勞。

當年，外國放棄繼續研究特高壓，無非是用電量增長乏力、技術實際落地面臨瓶頸等原因。

而在中國，有其特殊的國情——

經濟發展迅猛，用電量快速增長

2004年，一則新聞這樣報導：「2003年出現了22個省（自治區、直轄市）拉閘限電，局部地區經濟發展遇到了『瓶頸』；2004年，全國供需形勢仍然緊張，總體缺額同2003年大體相當。」

2004年，號召「節約用電」非常普遍

當時，中國GDP增速飛快，2003年開始進入「兩位數」增長時代，對電能的需求大大增強。

資源分布不均，中東西部各有需求

在中國，80%以上的能源資源分布在西部、北部，相距東中部負荷中心1000~4000千米。

東中部負荷中心需要更多清潔、便宜的「遠水」來緩解「近渴」，並緩解本地建燃煤電廠的土地成本、空間成本、環境成本等實際壓力。

西部、北部資源中心則希望自己的資源優勢能轉化為經濟優勢，帶動當地人口就業、經濟發展。

雖然各地本身的資源情況與經濟發展不匹配，但兩邊的需求可謂「一拍即合」。

這樣的背景亟需大容量、大範圍、高效率的資源配置。

而特高壓具有大容量、低損耗、少佔地的綜合優勢，能夠把清潔能源送到遠方去。

如果說超高壓輸電是4G，那特高壓輸電就是名副其實的5G了——

中國發展特高壓的必要性與緊迫性不言而喻。

2004年，國家電網啟動了特高壓輸電工程關鍵技術研究和可行性研究。隨著特高壓關鍵技術接連取得重大突破，特高壓電網建設全面鋪開。

目前，國家電網已累計建成投運「十三交十一直」特高壓工程。

如今，張北的風點亮雄安的燈，四川的水電送往江浙滬，新疆、甘肅的風能長驅直入送中原……

跨越區域的清潔能源傳輸鏈條「特高壓」

與此同時，「拉閘限電」「電荒」等名詞也成為歷史記憶。

特高壓，可謂是用中國核心技術解決中國實際問題的典範。

人無我有，人有我優

啃下卡脖子的「硬骨頭」

當特高壓剛橫空出世時，不少人都好奇去探究竟——特高壓到底「特」在哪兒？

有這樣一個細節：

在武漢，一名記者參觀了我國第一座500千伏鳳凰山變電站和我國首個1000千伏特高壓交流試驗示範工程的荊門變電站。

1000千伏特高壓荊門變電站

500千伏鳳凰山變電站

他覺得，僅就感官體驗，在荊門變電站設備場地只能聽到微弱的電磁聲，測量噪音分貝值是36分貝，而鳳凰山變電站的場地噪音是60分貝。前者是百分之百的「中國製造」，後者是日本進口的「洋玩意兒」。

為什麼特高壓變電站的環境噪音更低？

「解釋只有一個：中國電工製造技術已經達到世界領先水平！」

確實，當年我們發展特高壓時面臨這樣的現狀——

建設500千伏電網，我們尚且可以買到「八國聯軍」的設備。但建設1000千伏電網，技術與設備從哪裡引進？外國沒有，已有的早期研究或落後或有缺陷。

有錢也買不到！

「跟蹤式」的創新老路子，走不通了。

要解決自己的問題，必須要自己啃下卡脖子的「硬骨頭」！

唯有此，才能把核心技術這一企業的「命門」掌握在自己手中。

在這個過程中，國家電網不斷破解世界性技術難題——

√ 破解特高壓交流輸電過電壓控制、外絕緣子配置、電磁環境控制、系統集成、設備研製等世界性技術難題。

√ 破解大容量特高壓接入系統問題，並保證了系統安全穩定運行。

2012年、2017年，特高壓交直流技術摘得國家科學技術獎特等獎，問鼎世界電力技術的珠穆朗瑪峰。

如今，國家電網建成了以「四基地兩中心」為核心的特高壓試驗研究體系。

在攻堅特高壓核心技術過程中，國家電網人切切實實感到「世上無難事，只要肯攀登」。

登頂世界電力技術的珠穆朗瑪峰後，其中的「皇冠」——特高壓變壓器和換流閥，也被我們摘得。

特高壓換流閥

欲戴皇冠，自然要必承其重。

特高壓變壓器和換流閥，研發難度極高，但又是「心臟」一樣的存在。

為了攻克核心技術，國家電網集合了300多家單位的上千名科研技術專家，潛心研發十年之久，結束了受制於人的局面。

中國電力裝備實現突破，特高壓成套技術實現突破。

滿滿的「原創力」：

或許你想不到，將低電壓轉換成1000千伏特高壓的變壓器，它的內部主要絕緣材料居然全是紙。

用紙做成的各種配件達到25萬件，不亞於任何一件精密的藝術品。

你可能還想不到，將交流電轉換成直流電的關鍵設備——特高壓換流閥，它的生產車間比醫院腦外科手術的環境還要潔淨100倍。

用紙做成的各種配件達到25萬件，不亞於任何一件精密的藝術品。

±1100千伏準東—皖南特高壓直流工程

2019年，世界上電壓等級最高、輸電容量最大、技術水平最先進的特高壓直流輸電工程——±1100千伏準東—皖南特高壓直流工程建成投產，標誌著我國已完全掌握交流1000千伏及以下電壓等級電網的系統規劃、工程設計、施工安裝和調試試驗技術，以及±1100千伏、±800千伏特高壓直流輸電關鍵技術，實現了工業化規模應用。

誰持彩練當空舞？中國特高壓工程穿越「陣陣關山」

正如劉吉臻院士所說，特高壓技術是電力行業中十分重要的一個方向，電壓等級的升高也帶動了電工裝備技術的變革，包括絕緣、變壓器、開關、保護、控制、材料等。電壓等級提升與技術進步是相輔相成的。

勇闖技術「無人區」

在更高水平上實現新跨越

實際上，中國特高壓技術剛走出國門時「碰壁」，並不意外。

畢竟，僅僅十幾年前，中國電力技術還是個不斷學習消化「洋學問」的學生，拄著「洋拐棍」亦步亦趨。

國網巴控公司的副總保羅是名地道的巴西人，他的父親曾是伊泰普水電站的建設者。

他說，伊泰普水電站是巴西人民的驕傲，也是巴西電力技術的驕傲。很長一段時間，搞水電站、做輸電線路的技術人員紛紛來此「朝聖」，其中不乏中國人。

現在情況變了，曾經的「學生」去教「老師」，這種身份的轉換或許一時半會兒讓人有點難以接受。

但巴西依然選擇了中國電網技術。因為——

特高壓解決巴西缺電問題能力強

巴西的能源布局與中國有相似境遇：水電資源集中於西北部、用電負荷集中在東南部。特高壓能夠解決資源的大範圍配置問題。

中國國家電網公司社會責任心強

國家電網資助的馬累貧民窟交響樂團

國家電網贊助和支持了巴西多項公益項目。美麗山二期項目也是巴西近年來第一個零環保處罰的大型工程。

如今，這條「電力高鐵」為2000多萬巴西人民源源不斷輸送電能，成為中國特高壓技術裝備出海的金色名片。

美麗山二期的裡約、欣古換流站

伴隨著特高壓的發展和建設，從傳統老牌企業哈電集團、東方電氣、上海電氣，到如今的西電集團、特變電工，輸變電設備製造企業「走出去」的新聞也屢見不鮮。

獨步天下的特高壓交直流技術也成就了相關標準的制定。國家電網成功推動 IEC 成立專門的特高壓交流輸電技術委員會。一流企業做標準，標準意味著影響力和話語權。

不斷勇攀電力高峰的國家電網人

不到20年的時間，國家電網實現了從跟跑向並跑到領跑的跨越式發展。

也是在這20年的時間裡，我們深刻地感受到，科學技術從來沒有像今天這樣深刻影響著國家前途命運、人民的生活福祉。

如今，國際形勢波雲詭譎，複雜性與不確定性交織，核心技術的重要性愈發凸顯。

暮色蒼茫看勁松，亂雲飛渡仍從容。

「命門」掌握在自己手中，才不會受人牽制，才能在關鍵時刻打出實招硬招，才能不讓意外比明天先到。

歷史與時代，為我們造就了機遇之門、開啟了機會之窗。

在新的歷史起點上，國家電網公司向著更高水平的創新吹響號角，全面實施「新跨越行動計劃」。

啃下卡脖子的「硬骨頭」，努力實現「人無我有、人有我優」的超越，徹底擺脫受制於人的局面。

下好基礎研究的「先手棋」，在電力系統基礎理論、建模仿真、運行控制技術等重點領域創造更多「從0到1」的原創成果。

找準兩化融合的「突破點」，加強人工智慧、區塊鏈、北鬥等技術應用，推進電網向能源網際網路轉型升級。

勇闖核心技術「無人區」，方能飽覽無限風光在險峰。

技術隨世運，無日不趨新。

在核心技術創新的路上，

唯有爭先鼓勇、溯迎而上，

方能長風破浪、直濟滄海。

惟其艱難，方顯勇毅，

惟其篤行，彌足珍貴。

艱苦攀登，不竭探索，

奉獻付出，

從特高壓技術這一切口，

我們能看到——

國家電網自始至終不斷

傳承創新基因，

實現更大跨越。