国家科学技术进步奖1月18日揭晓。“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”项目荣获2012年度国家科学技术进步奖特等奖。这一项目在技术上创新成果丰硕,经济社会效益显著,推动了电力行业科技进步,对能源、经济、社会发展产生了重大深远的影响。
(陈维江:国家电网公司交流建设部副主任)
《亮报》:特高压交流项目在2012年国家科学技术进步奖的评比中获得特等奖。您现在的心情是怎样的?
陈维江:能获得国家科技进步奖特等奖,我们的心情非常激动,也很自豪。回顾特高压的研发过程,全面启动的时间是2004年年底,但对于特高压交流输电的前期研究可追溯到上世纪80年代。当时,国家于“七五”、“八五”、“九五”期间均立项开展过试验研究,并于上世纪末研发建设了我国第一条特高压交流试验线路和户外试验场,这些前期研究为后续全面研发奠定了较好的基础。应该说,特高压技术的研发成功,凝聚着我国电力工作者共同的心血和汗水。本项目就有100余家单位,5万多人员参与了科研攻关和工程实施,项目成果是集体智慧的结晶。
《亮报》:什么是特高压交流输电?
陈维江:特高压交流输电是指1000千伏及以上交流输电,它具有输送容量大、输电距离远、输电损耗低、走廊占地少等突出优势。应该说,特高压交流输电是一种资源节约、环境友好型先进输电技术。
《亮报》:特高压交流项目的核心突破在哪里?
陈维江:项目在国家电网公司的全面主导下,联合国内电力、机械行业100余家单位,产学研用联合攻关,在六大方面实现创新突破:一是项目创新形成了特高压系统电压控制技术,实现了稳态电压优化控制和瞬态过电压深度抑制。同时,我国的特高压交流输电标准电压已成为国际电压标准(IEC60038)。二是项目揭示了特高压系统外绝缘非线性放电特性,研发了外绝缘配置和雷电防护技术,使线路铁塔重量降低64%、造价降低60%。三是项目创新形成了特高压设备设计、制造和试验关键技术,建立了完整的技术产业体系,自主研制成功全套特高压交流输变电设备,首次实现了中国创造。四是项目揭示了特高压复杂多导体系统的电场分布规律,创新形成了电磁环境控制技术,实现了环境友好目标。五是项目创新形成了特高压工程设计、施工、调试、运行全套技术,建成世界上电压等级最高、输电能力最强的1000千伏晋东南至南阳至荆门特高压交流试验示范工程。六是项目创新建立了完整的试验研究体系,建成了特高压交流试验基地、杆塔力学试验基地等设施,形成了国际上可试参数最高的试验检测能力。
《亮报》:我国现在大力发展新能源。特高压交流项目对于未来整个国家新能源的格局会发挥什么样的作用?
陈维江:应该说,风能和太阳能均需转化成电力才能实现大规模利用。就我国而言,绝大部分陆地风能和太阳能集中分布在西部和北部,当地电力需求总量少、消纳能力弱且电力送出能力不足。“送出”和“消纳”是制约我国大规模开发利用新能源的技术瓶颈。
特高压交流输电距离远、容量大、损耗低,使电力在上千公里范围内的经济输送成为可能,考虑西部、北部大型煤炭基地电力外送的客观需要,建设特高压输电通道、“风火打捆”外送,可解决新能源电力单独外送不经济、安全性差的难题,大幅提高送出能力、降低送出成本。
与此同时,特高压电网电气联系紧密、资源配置范围广,可在更大时空范围内充分发挥水火风核等各类电源的协同作用、充分利用各类负荷的固有特征,错峰、调峰、相互补偿、相互支撑,减少风电、太阳能发电出力不稳定及其随机性、间歇性对电网的冲击,大幅提升了新能源电力消纳能力。
综上所述,发展特高压输电、建设坚强特高压电网,对于促进新能源发展,构建清洁、安全能源供应体系具有巨大的推动作用。预计2020年,全国风电装机将达到2亿千瓦,特高压将支撑约7100万千瓦风电的跨区输送和消纳,可减少弃风电量约300亿千瓦时,大约相当于1500万千瓦风电装机全年的发电量。
《亮报》:从上世纪90年代开始,美国、日本和苏联都曾开展过特高压技术研究,但都没有实现成熟应用。在您看来,特高压交流项目的成功有哪些经验之谈?
陈维江:谈及项目成果的经验,我简单讲三点体会:一是项目始终瞄准国家重大战略需求,始终面向电力工业发展的客观需要,坚持科技创新支撑和引领作用,勇于创新,敢为人先,勇攀世界输电技术制高点。二是项目始终坚持以企业为主体的自主创新模式,建立以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系。依托国家电网公司的业主主导地位,组织电力、机械行业内设计、设备、制造、高校等相关单位,形成创新合力。三是项目始终走“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,坚持科学严谨、规范有序的工作方法,统筹部署,协力攻关,有序推进。应该讲,这些举措都为项目成功奠定了基础。
《亮报》:中国企业正通过多种方式参与到国际能源合作中,能源企业及相关设备制企业投资海外势头强劲,但在这个过程中也遇到了一些困难和阻力。特高压交流项目的成功是否有利于中国能源企业对外投资环境的改善?
陈维江:我个人认为,中国在特高压项目上取得成功,将会从两个方面促进中国企业参与国际能源合作,更有利于中国能源企业对外投资环境的改善。
一方面,依托项目,我国电力科技和输变电装备制造水平大幅提升,创新能力显著增强,改变了我国输变电行业长期跟随西方发达国家发展的被动局面,确立了在高压输电领域的国际领先地位。我国特高压设备设计研发、制造工艺和试验检测能力都达到了国际领先水平。研发成果还反哺应用到超高压设备技术改进,使得特高压主设备制造企业核心竞争力大幅提升,并掌握了国内市场的主导权,全面进军国际市场,实现了高端产品出口零的突破。
举例来说,2009年以来,在国际金融危机的不利影响下,特高压主设备制造企业的出口不降反升,500千伏以上产品的出口总额达100亿元、年增长率超过40%,特高压业绩已成为国内企业打开国际市场的金色名片。
另一方面,特高压输电项目大大提升了我国在国际电工领域的影响力和话语权。我国的特高压标准电压已成为国际标准。国际电工委员会(IEC)认为中国的特高压工程是“电力工业发展史上的一个重要里程碑”。国际大电网委员会(CIGRE)、电气和电子工程师协会(IEEE)成立了8个由我国专家主导的特高压工作组,正在主导编制相关国际标准。这些标准的制定,都为我国电力科技和电力装备走向世界奠定了坚实的基础。