交直流工程“并蒂”，輸電為啥要用特高壓？

近日，國家電網(wǎng)川渝1000千伏特高壓交流工程、金沙江上游至湖北±800千伏特高壓直流輸電工程，同時完成跨越同一條500千伏輸電線路放線，這在我國特高壓建設(shè)中尚屬首次。

在施工現(xiàn)場，工作人員操作無人機，帶著牽引繩緩緩升空，在140米的高空，帶動重量達到6噸的導線，緩緩跨過500千伏嘉林線上空，最終架設(shè)在兩基170多米高、間距400米的鐵塔間。

據(jù)了解，這次跨越施工，是利用四川電網(wǎng)500千伏嘉林線停電檢修窗口期，實現(xiàn)只停一次電，完成川渝特高壓、金上至湖北特高壓兩項工程的三個作業(yè)區(qū)段同時跨越放線。這樣可以最大程度減少停電時間。

金上至湖北特高壓工程是途經(jīng)青藏高原的首個特高壓工程，川渝特高壓工程是我國西南地區(qū)首個特高壓交流工程，兩項工程均計劃于2025年夏季投運，建成后合計每年可輸送電量約750億度。

什么是特高壓輸電？

大家都知道，電是要靠電線傳輸?shù)?。我們家里、企業(yè)工廠里、商店學校醫(yī)院里到處都用電，這些電都是通過電網(wǎng)輸進來的。電網(wǎng)里的電是從發(fā)電廠發(fā)出來的。發(fā)電廠我們也許見過，也可能從來沒見過，這沒關(guān)系，因為發(fā)電廠大都建設(shè)在離我們很遠的地方。把發(fā)電廠發(fā)出來的電傳輸?shù)诫娋W(wǎng)里，再通過電網(wǎng)一直傳輸?shù)轿覀兗依?、工廠里、商店里、學校里、醫(yī)院里，這就要“輸電”。

特高壓英文縮寫UHV；電壓符號是U（個別地方有用V表示的）；電壓的單位是伏特，單位符號也是V；比伏大的有kV（千伏）、比伏小的mV（毫伏），uV（微伏），它們之間是千進位。在我國，特高壓是指±800千伏及以上的直流電和1000千伏及以上交流電的電壓等級。

為什么要用特高壓輸電？

在電力工程技術(shù)上有一個名詞叫“經(jīng)濟輸送距離”，指的是某一電壓等級輸電線路最經(jīng)濟的輸送距離是多少，因為輸電線路在輸送電能的同時本身也有損耗，線路太長損耗太大經(jīng)濟上不合算。500千伏超高壓輸電線路的經(jīng)濟輸送距離一般為600～800公里，而1000千伏特高壓輸電線路因為電壓提高了，線路損耗減少了，它的經(jīng)濟輸送距離也就加大了。

我國大型能源基地與負荷中心的距離可達1000～3000公里，因此，要保障大型能源基地的集約開發(fā)和電力可靠送出，需要大力發(fā)展具有輸送容量大、距離遠、效率高等特點的特高壓輸電技術(shù)。特高壓是世界上最先進的輸電技術(shù)，是在超高壓輸電的基礎(chǔ)上發(fā)展的，其目的是提高輸電能力，實現(xiàn)大功率的中、遠距離輸電，以及實現(xiàn)遠距離的電力系統(tǒng)互聯(lián)，建成聯(lián)合電力系統(tǒng)。

綜合來看，特高壓輸電具有以下優(yōu)勢：

1、可以滿足大規(guī)模、遠距離、高效率電力輸送要求。目前西部、北部地區(qū)電煤價格為200元/噸標準煤。將煤炭從當?shù)匮b車，經(jīng)過公路、鐵路運輸?shù)角鼗蕧u港，再通過海運、公路運輸?shù)饺A東地區(qū)，電煤價格則增至1000多元/噸標準煤。折算后每千瓦時電僅燃料成本就達到0.3元左右。而在煤炭產(chǎn)區(qū)建輸電站，燃料成本僅0.09元/千瓦時。電力通過特高壓輸送到中東部負荷中心，除去輸電環(huán)節(jié)的費用后，到網(wǎng)電價仍低于當?shù)孛弘娖骄暇W(wǎng)電價，僅為0.06—0.13元/千瓦時。

2、有利于改善環(huán)境質(zhì)量。采用特高壓輸電，可以推動清潔能源的集約化開發(fā)和高效利用，將我國西南地區(qū)的水電、西北和北部地區(qū)的風電、太陽能發(fā)電等清潔電能大規(guī)模、遠距離輸送至東中部、東南部負荷中心，實現(xiàn)“電從遠方來、來的是清潔電”，減少化石能源消耗及污染物排放，具有顯著的環(huán)境效益。

3、有利于提高電網(wǎng)運行的安全性。采用“強交強直”的特高壓交直流混合電網(wǎng)輸電，可以大大降低直流系統(tǒng)故障情況下500千瓦電網(wǎng)潮流轉(zhuǎn)移能力不足、無功電壓支撐弱等問題，降低電網(wǎng)大面積停電風險，并可為下一級電網(wǎng)逐步分層分區(qū)運行創(chuàng)造條件，解決短路電流超限等限制電網(wǎng)發(fā)展的問題，提高電網(wǎng)運行的靈活性和可靠性。

4、特高壓建設(shè)對國內(nèi)設(shè)備制造業(yè)的帶動作用更是明顯。國內(nèi)三大特高壓實驗工程所用設(shè)備幾乎全部由國內(nèi)企業(yè)提供，工程國產(chǎn)化率達到約95%，設(shè)備國產(chǎn)化率達到約91%。通過實驗工程，國內(nèi)設(shè)備制造企業(yè)得到鍛煉，科技研發(fā)實力大大提高。比如南通神馬電力科技有限公司，成功攻克了特高壓絕緣子的世界難題。

5、帶動科技創(chuàng)新發(fā)展特高壓作為重大的科技創(chuàng)新工程，在提出構(gòu)想、全面啟動之初，該公司就投巨資建成了國際一流的特高壓交流、直流、高海拔、工程力學四個試驗基地和大電網(wǎng)仿真、直流成套設(shè)計兩個研發(fā)中心，形成了功能齊全、綜合指標居世界領(lǐng)先水平的大電網(wǎng)實驗研究體系。幾年間，國家電網(wǎng)公司圍繞特高壓項目，完成了310項重大關(guān)鍵技術(shù)研究，解決了過電壓與絕緣配合、外絕緣設(shè)計、電磁環(huán)境控制、系統(tǒng)集成、大電網(wǎng)安全運行控制等多個世界難題，逐步掌握了特高壓輸電的關(guān)鍵核心技術(shù)，并在實驗工程中得到了成功應(yīng)用。

綜合來源：科學百科、吉林科普微窗、科技日報等