從創造到引領中國特高壓示范工程的調研與思考

　　一、敢為人先，引領電網發展潮流

　　電壓等級越高，研究開發的技術難度越大、安全可靠性的要求越高。特高壓輸電技術是國際電力工業的珠穆朗瑪峰，達到了現有工業水平的極限，研究工作極具挑戰和風險。上世紀60～90年代，前蘇聯、美國、日本、意大利等國開展了特高壓交流輸電的前期研究，建設了試驗工程和試驗站，但沒有成熟的技術和設備，沒有成功商業運行的經驗，更沒有技術標準和規范。目前，國外交流輸電的最高電壓等級為750千伏等級。

　　我國的特高壓交流試驗示范工程代表了國際高壓輸電技術研究和工程應用的最高水平，需要系統研究并掌握世界上一個全新電壓等級從系統規劃、工程設計、設備制造、施工安裝、調試試驗到運行維護的全套關鍵技術，需要在世界上首次研制電壓最高、容量最大的變壓器、高抗和開關等核心設備。2005年，國務院在聽取國家電網公司建議發展特高壓輸電的匯報后，特別強調“特高壓輸變電技術在國際上沒有商業運行業績，我國必須走自主開發研制和設備國產化的發展道路”。

　　特高壓輸電核心技術既“不能買”,也“買不來”，必須立足國內、自主創新，經過艱苦努力，在世界上率先實現技術突破。特高壓交流試驗示范工程承載著中國幾代電力人趕超世界先進水平的夢想，是我國電力工業和電工裝備制造業在國際上實現從學習者、追趕者向引領者轉換的歷史舞臺。

　　二、自主創新，勇攀科學技術高峰

　　為應對一個全新電壓等級面臨的一系列問題，在國家統一領導下，國家電網公司建立了政府支持、企業主導、產學研聯合、社會各方參與的特高壓創新工作體系，研究提出了“基礎研究—工程設計—設備研制—試驗驗證—系統集成—工程示范”的創新路線，統籌國內各方資源，以工程應用為導向，全面開展了特高壓關鍵技術的自主攻關。

　　據統計，有227家單位約5萬人參與了項目論證和工程建設。其中包括10多個行業組織和咨詢機構、8所高等院校、100多家科研設計、設備制造和建設運行單位，30多名院士、2000余名專家學者。這充分體現了社會主義集中力量辦大事的優越性。

　　為支撐科研、掌握技術規律，建設了武漢特高壓交流試驗基地、北京工程力學試驗基地、西藏高海拔試驗基地和國家電網仿真中心，改造了西安高電壓、強電流試驗站，升級了制造廠的試驗檢測能力，建成了世界上功能最完整、技術水平最先進的特高壓試驗研究體系，為科學研究奠定了的實證基礎。通過“十一五”國家科技支撐計劃“特高壓輸變電系統開發與示范”等180余項重大課題攻關，全面攻克了特高壓系統的過電壓深度控制、絕緣配合、無功平衡、潛供電流控制、外絕緣配置、雷電防護、電磁環境控制和大電網運行控制等關鍵難題，在世界上率先掌握了特高壓交流輸電的全套核心技術，共形成專利技術431項（其中發明專利185項），占領了國際高壓輸電領域的制高點，技術水平國際領先。

　　在科研攻關和工程實踐的基礎上，同步推進標準化建設。在世界上率先建立了由7大類77項國家標準和行業標準構成的特高壓交流輸電標準體系，已發布國家標準16項、行業標準1項、企業標準73項，為特高壓輸電的發展奠定了堅實基礎，同時極大地提升了我國在國際電工標準制定領域的話語權。我國的特高壓標準電壓已被推薦為國際標準電壓。

　　三、立足國內，攻克裝備制造難關

　　與國外先進企業特別是大型跨國公司相比，國內電工裝備制造業在規模、效益、管理及產品的性能和質量等方面仍有一些差距，綜合競爭能力處于弱勢地位，而自主創新能力和技術開發能力尤為欠缺。利用我國發展特高壓輸電的契機，依托特高壓工程建設，集中優勢力量突破高端產品核心技術，是我國電工裝備制造業實現跨越式發展的重大歷史機遇。國家高度重視裝備制造業的振興，特別明確特高壓交流試驗示范工程是我國特高壓設備自主化的依托工程。

　　國家電網公司為此要求工程設備全部立足國內研制供貨，堅持了以我為主、自主創新的國產化路線。特高壓設備大都達到了設計和制造極限，常規設備的制造、運行經驗不能確保對特高壓設備特性的精確把握，極具挑戰和風險。為成功實現設備國產化研制，國家電網公司研究提出了依托工程、業主主導、專家咨詢、質量和技術全過程管控的產學研用聯合創新模式，充分調用各種資源和力量，組成由專家委員會和科研、設計、制造、試驗、建設、運行單位以及高校組成的常態設備研制工作體系，打破了業主與廠家、廠家與廠家之間的技術壁壘，集中力量進行開放式創新，形成了創新合力。

　　在國家電網公司的全面主導下，電力裝備行業通力合作，大專院校和研究機構大力支持，用短短四年時間，走過了前蘇聯和日本等國15～20年的道路并實現了全面超越，研制成功了代表世界最高水平的全套特高壓設備，創造了一大批世界紀錄，設備國產化率達到90%，掌握了核心技術，形成了批量生產能力，實現了國內電工裝備制造的產業升級。國際上電壓最高、容量最大、損耗最小的變壓器和并聯電抗器，技術水平最先進的氣體絕緣金屬封閉組合電器等高端設備均為“中國制造”。

　　在特高壓項目帶動下，國產全系列高壓設備制造水平和品牌形象大幅提升，在國際國內市場競爭中形成了核心競爭力，掌握了國內市場主動權，并全面進軍國際市場。依托特高壓工程實踐，我國輸變電設備制造企業已進入從“裝備中國”向“裝備世界”轉變、實現跨越式發展的重大戰略機遇期。

　　四、安全可靠，奠定科學發展基礎

　　工程投運至今已安全運行28個月，最大輸送功率283萬千瓦，一般輸送功率100～250萬千瓦，按設計預期實現了大容量送電，經受了雷雨、大風、高溫、嚴寒等惡劣條件以及各種運行方式、運行操作和電網故障擾動的考驗，未發生任何因特高壓設備和系統缺陷引發的事故。

　　運行過程中，特高壓工程沿線2000米走廊通道內先后遭受雷擊5000余次，但未發生任何雷擊跳閘，成功解決了國外同類工程雷擊跳閘率過高難題，運行可靠性優于同走廊的500千伏工程。特高壓設備的在線監測和年度例行試驗結果表明，設備參數與初始值完全一致，指標優異、性能穩定。

　　工程連接華北和華中兩大電網，總裝機容量達到3.7億千瓦，聯網系統運行穩定，潮流、電壓和頻率控制有效。工程與原來500千伏聯網方式比較，資源配置能力顯著加大，系統抗擾動能力增強，事故支援能力提高，已成為我國南北方向的一條重要能源輸送通道，經濟社會效益十分顯著。

　　截至2011年4月底，已累計送電234億千瓦時，其中華北火電送華中155億千瓦時，替代運送標煤500萬噸；華中水電送華北79億千瓦時，相當于節約標煤255萬噸、減排二氧化碳694萬噸。實測輸電損耗率僅為1.7%，約為500千伏工程的1/3，節能降耗效果十分顯著。

    2009年末，通過該工程向華中的緊急支援功率達到248萬千瓦、日均電量約5000萬千瓦時，對緩解華中電網的供電緊張局面發揮了十分重要的作用。隨著特高壓電網的逐步建設，工程的輸送能力將進一步釋放、作用將進一步凸顯，發揮更為顯著的經濟和社會效益。

　　工程的成功實踐，全面驗證了特高壓輸電的技術可行性、設備可靠性、系統安全性、環境友好性和經濟合理性，使我國具備了規模應用特高壓輸電技術的條件。特高壓輸電技術的全面突破，為我國電網科學發展奠定了堅實基礎。

　　五、全面突破，樹立電力工業豐碑