陳維江:特高壓在中國為何能取得成功?
來源:21世紀(jì) | 0評(píng)論 | 11109查看 | 2014-05-15 11:39:42    
  2013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”榮獲2012年度國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。這是由國家電網(wǎng)公司牽頭、國內(nèi)百余家電力和機(jī)械行業(yè)的科研、設(shè)計(jì)、制造單位和高校協(xié)同攻關(guān)的成果。

  在主要完成50人的獲獎(jiǎng)名單中,陳維江排名第二,他的專業(yè)背景是高電壓與絕緣技術(shù),從事該技術(shù)領(lǐng)域的人大多知曉,在其任國網(wǎng)武漢高壓研究院院長期間,主持研發(fā)建設(shè)了中國第一個(gè)特高壓交流試驗(yàn)基地,主持過多項(xiàng)特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)研究,為中國特高壓電網(wǎng)的建設(shè)做出了重要的知識(shí)貢獻(xiàn),由此奠定了在中國高電壓研究領(lǐng)域的權(quán)威。記者在半年內(nèi)先后兩次采訪了陳維江。

  曾經(jīng)落后西方

  記者:在輸電技術(shù)領(lǐng)域,上世紀(jì)中國與發(fā)達(dá)國家的差距有多大?

  陳維江:從世界電網(wǎng)的發(fā)展歷程看,輸電網(wǎng)已經(jīng)有100多年歷史了。但是,就輸電技術(shù)從低電壓到高電壓等級(jí)提升的過程看,西方國家一直領(lǐng)先,中國比世界發(fā)達(dá)國家首次出現(xiàn)更高電壓等級(jí)輸電網(wǎng)的時(shí)間都晚了20多年。1972年6月16日,我國自行設(shè)計(jì)、自行制造設(shè)備、自行施工安裝的第一條330千伏超高壓輸變電工程——?jiǎng)ⅲ▌⒓覎{)-天(天水)-關(guān)(關(guān)中)線路投入運(yùn)行,而瑞典早在1952年就已經(jīng)建成380千伏的輸電工程了。不僅如此,750千伏輸電技術(shù)我們則晚了40年。1965年加拿大最早建成麥尼夸根-魁北克市-蒙特利爾735千伏的輸電工程,而我國首次全面掌握750千伏電網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)行技術(shù)是在2005年,建成青海官亭至甘肅蘭州東輸變電工程。

  記者:從規(guī)律上看,輸電網(wǎng)電壓等級(jí)提升的周期一般是多長時(shí)間?

  陳維江:在用電負(fù)荷持續(xù)增長的前提下,從低電壓等級(jí)向高電壓等級(jí)的提升周期一般是10年到20年左右。低電壓等級(jí)時(shí)間相對短一些,而高電壓等級(jí)從研發(fā)到運(yùn)營一般的時(shí)間尺度都要在20年左右,而從超高壓到特高壓則經(jīng)歷了接近20年的時(shí)間。

  記者:為什么中國亮起第一盞電燈只比世界第一盞電燈的誕生晚三年,而電網(wǎng)的建設(shè)會(huì)有20-40年的差距呢?

  陳維江:是的,1882年7月26日上海首次點(diǎn)燃15盞電燈,距1879年10月27日世界第一盞電燈的誕生時(shí)間不算長。但是,輸電技術(shù)發(fā)展及電網(wǎng)建設(shè)與一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)。改革開放以來,我國電力工業(yè)發(fā)展迅速。到2013年年底,全國發(fā)電裝機(jī)容量高達(dá)12.3億千瓦,超過美國成為世界上發(fā)電裝機(jī)容量最大的國家。電力生產(chǎn)不僅與經(jīng)濟(jì)增長呈正相關(guān)的關(guān)系,電力的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軌跡吻合。由此看來,長時(shí)間以來西方國家經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),對電力生產(chǎn)傳輸?shù)纳?jí)換代需求較旺,技術(shù)發(fā)展自然也比較快,直到2009年中國建成特高壓輸電工程,才開始改變這個(gè)格局。

  特高壓在世界各國的探索

  記者:世界首條特高壓輸電線路于1985年在前蘇聯(lián)建成,為什么沒有長期運(yùn)行?

  陳維江:你說的對。前蘇聯(lián)于1985年建成從?;退箞D茲-科克切塔夫-庫斯坦奈1150千伏特高壓線路,線路全長900公里,但是僅斷續(xù)運(yùn)行了5年的時(shí)間,1991年蘇聯(lián)解體以后特高壓工程下馬了,由原來1150千伏降到500千伏。有三個(gè)原因:其一是政治原因,前蘇聯(lián)的解體導(dǎo)致這條線路已經(jīng)不在俄羅斯本土,而是在哈薩克斯坦境內(nèi);其二是經(jīng)濟(jì)原因,前蘇聯(lián)解體后,15個(gè)加盟國經(jīng)濟(jì)快速下滑,對電力的需求大大下降;第三是技術(shù)原因。不僅是設(shè)備,包括輸電線路方面的技術(shù),比如像電磁環(huán)境的控制等等不是很好。綜合因素使其降到500千伏運(yùn)行。

  記者:世界各國從什么時(shí)間開始研究與建設(shè)特高壓輸電網(wǎng)?

  陳維江:是在20世紀(jì)的60到90年代,包括美國、日本、前蘇聯(lián)、意大利等,這些國家當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)快速增長,對電力的需求旺盛,建設(shè)特高壓電網(wǎng)有很大的動(dòng)力。但是只有前蘇聯(lián)建成工程,盡管后來降低了電壓,而其它國家都沒有建成完整的工程。

  比如美國,1967年開始對1000千伏特高壓輸電的特性研究,當(dāng)時(shí)主導(dǎo)這項(xiàng)技術(shù)研究的有美國電力公司(American Electric Power,AEP)和美國邦那維爾電力公司(Bonneville Power Administration,BPA),他們建了一些實(shí)驗(yàn)設(shè)施,甚至曾經(jīng)規(guī)劃了工程,但是沒有實(shí)施。主要原因是遇到上個(gè)世紀(jì)70年代的石油危機(jī)。另外,美國的能源需求的不平衡性不是很突出,對特高壓遠(yuǎn)距離、大能量的傳輸需求隨著經(jīng)濟(jì)增速的放緩和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,原來所規(guī)劃的特高壓電網(wǎng)的建設(shè)和技術(shù)的應(yīng)用就都擱置了??陀^地說,上個(gè)世紀(jì)美國在世界上研究特高壓輸電技術(shù)算是比較領(lǐng)先的,但是美國沒有工程應(yīng)用。

  記者:日本的情況呢?

  陳維江:日本是一個(gè)多島小國,國土面積只有38萬平方公里,對特高壓遠(yuǎn)距離、大能量輸送的訴求客觀上沒有大國的需求旺盛。但是上個(gè)世紀(jì)日本的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,面對日本資源短缺,上個(gè)世紀(jì)60-70年代曾規(guī)劃千萬千瓦的核電群項(xiàng)目,其負(fù)荷中心在東京灣,如果用500千伏輸送,輸電線路將比較密,占用的走廊面積大;如提升輸電壓等級(jí),可提高輸電效率、節(jié)約土地資源。日本基于這樣的需求也研究特高壓輸電。

  日本研發(fā)出特高壓相關(guān)的設(shè)備,還建了2條同塔雙回路的特高壓交流線路,其中一條就是從福島送往東京的線路。2條輸電線路約430公里,分別于1992年和1999年建成。雖然建成了2條線路,設(shè)備也有了,但并不是完整的工程,因?yàn)樽冸娬具€是500千伏設(shè)備。日本1000千伏特高壓線路傳輸一直降壓至500千伏等級(jí)。其原因仍然是受經(jīng)濟(jì)的危機(jī)影響需求下降,原來所規(guī)劃的大規(guī)模核電未付諸實(shí)施。在福島沒有出事之前,我們曾經(jīng)詢問日本東京電力的同行究竟是否上特高壓,當(dāng)時(shí)他們還說我們盡快要上馬,但是福島核電事故以后,日本投運(yùn)特高壓的可能性就更小了。

  記者:意大利是不是也開展過特高壓輸電工程實(shí)踐?

  陳維江:意大利在歐洲算得上工業(yè)基礎(chǔ)強(qiáng)國。通常歐洲國家的最高電壓等級(jí)為380千伏,最高運(yùn)行電壓是400千伏。意大利當(dāng)時(shí)工業(yè)比較發(fā)達(dá),想把南部的煤電送到北部,為此研究特高壓輸電技術(shù)。他們當(dāng)時(shí)選的標(biāo)稱電壓是1050千伏,并建立了實(shí)驗(yàn)站,對絕緣與電磁環(huán)境特性做了一些研究,也建成了幾十公里的試驗(yàn)線段,但是原來規(guī)劃的工程沒有上,還是因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的原因。美國、日本加上意大利都曾經(jīng)研究開發(fā)過特高壓,最終由于經(jīng)濟(jì)原因停滯或者暫緩,或者是降低輸電等級(jí)。

  1988年國際大電網(wǎng)委員會(huì)成立了一個(gè)工作組,對世界范圍內(nèi)特高壓輸電技術(shù)的開發(fā)做過一個(gè)調(diào)研總結(jié),其結(jié)論是:特高壓交流輸電技術(shù)沒有不可逾越的障礙,已經(jīng)基本上達(dá)到可以應(yīng)用的程度。正是鑒于上述國家的實(shí)踐,特高壓在技術(shù)方面已經(jīng)沒有障礙。

  記者:這些國家在上個(gè)世紀(jì)70年代開展的特高壓輸電的研究,前提是預(yù)測未來電力需求急驟增長,如果不上新的電壓等級(jí),電網(wǎng)可能滿足不了需要。但是實(shí)際上70年代末這些國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展變緩,電力需求量年增長只有1%~2%,因此特高壓輸電研究擱置,特高壓計(jì)劃取消,這倒是印證了經(jīng)濟(jì)學(xué)生產(chǎn)可能性曲線原理。

  陳維江:是的。發(fā)達(dá)國家雖然研究了特高壓輸電技術(shù),但是由于經(jīng)濟(jì)下滑產(chǎn)生了技術(shù)的閑置,未能完成經(jīng)濟(jì)資源和生產(chǎn)技術(shù)最大限度的組合。而中國恰恰是存在經(jīng)濟(jì)增長的潛力,即存在生產(chǎn)可能性-市場的需求。同時(shí),上世紀(jì)的特高壓輸電技術(shù)和設(shè)備均不成熟,也沒有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

  中國特高壓為何是自主創(chuàng)新

  記者:談到特高壓傳輸,聽到最多的是“自主創(chuàng)新”。我的問題是,在我們之前已經(jīng)有歐美國家的實(shí)踐,何來自主與創(chuàng)新?

  陳維江:長期以來,中國電力技術(shù)的發(fā)展,從高壓到超高壓輸電技術(shù)研發(fā),實(shí)際上是走了引進(jìn)、吸收、消化、再創(chuàng)新的道路,或者叫跟蹤式的發(fā)展技術(shù)路線。關(guān)于特高壓,中國到底有哪些創(chuàng)新?如果按照過去的發(fā)展模式,我們是不是仍舊可以走引進(jìn)、吸收、消化、再創(chuàng)新的技術(shù)路線呢?回答是不可行的。

  記者:為什么?

  陳維江:發(fā)達(dá)國家雖然開展過特高壓試驗(yàn)研究,蘇聯(lián)還建設(shè)了輸電工程,但是并沒有形成成熟的技術(shù)和設(shè)備,更沒有完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系以供參考。雖然國際大聯(lián)網(wǎng)委員會(huì)認(rèn)為已經(jīng)沒有障礙了,但是如果我們依舊走老路,馬上遇到一個(gè)問題:當(dāng)中國建設(shè)500千伏電網(wǎng)時(shí),我們還能夠買到“八國聯(lián)軍”的設(shè)備,但是建設(shè)1000千伏電網(wǎng),技術(shù)與設(shè)備從哪里引進(jìn)?我們即便是有錢,但是在國際市場買不到!另外,雖然特高壓輸電技術(shù)國外研究過,但是別人的研究
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