特高压输电：以无数全球之最铺就电力“高速公路”

　　500千伏输电系统有力支撑了我国近30年的经济社会发展，但我国能源资源与需求呈逆向分布，70%以上的能源需求集中在中东部，可用能源资源却远离需求中心，所以要在全国范围内优化能源资源配置，打造电力“高速公路”。

　　6月21日，雅中—江西±800千伏特高压直流工程正式投运，这是“十四五”期间我国首个建成投运的特高压直流输电工程。

　　至此，国家电网已累计建成“13交13直”特高压工程，在运在建特高压工程线路长度达到4.1万公里，变电(换流)容量超过4.4亿千伏安(千瓦)，累计送电超过1.8万亿千瓦时，国家电网经营区跨区跨省输电能力超过2.6亿千瓦。加上南方电网公司建成投运4条±800千伏特高压直流工程，我国已有在运特高压工程30项，输电线路长度绕地球赤道一周有余。

　　拿金牌拿到“手软”：我们已不轻言“创纪录”

　　国家电网对于雅中—江西直流工程的技术总结，只有一句“进一步巩固了我国特高压直流输电技术的国际领先优势”，少了十几年前特高压工程上马之初比比皆是的“突破世界纪录”“创下全球之最”……不是现在不创纪录了，而是在特高压输电领域，我国拿金牌已拿到“手软”。几乎每一项特高压工程的新建、投运，都是对以往纪录的突破；而新的纪录，也都由我们自己创造。以至于，不是真正颠覆性的“黑科技”，我们已不轻言“创纪录”。

　　2020年12月27日建成投产的乌东德水电站送电广东、广西特高压多端柔性直流示范工程(以下简称昆柳龙直流工程)，正是这样一个颠覆性工程。

　　该工程创造了19项“世界第一”，包括世界上第一个±800千伏特高压柔性直流输电工程，世界单站容量最大的换流站，世界首次具备架空线路故障自清除及再启动能力等。“每一个‘世界第一’都可以写一篇大文章。”中国工程院院士、南方电网公司专家委员会名誉主任委员李立浧表示。

　　此前，世界主流输电模式都是“直流送电、交流组网”。南方电网公司首席技术专家、南方电网科研院董事长饶宏介绍，这缘于交直流输电本身的技术特性：常规直流主要用于点对点、远距离、大容量的电源外送，并不能组网；交流输电则可以满足常规电源送出和电网互联的需求，且成本较低。但这一基本模式却面临一个“原理性障碍”，即所谓“多直流馈入”问题。他解释，大流量的常规直流汇入电网，就像一条大河流入一个水库，一旦常规直流线路“闭锁”，河水突然截停，会导致水库缺水。

　　柔性直流改变了这一切。

　　和传统“电流源型”直流相比，柔性直流对电压、频率的控制更加灵活，就像一个完全可控的水泵，能够精准控制水流的方向、速度和流量，使水库水位更加平稳，河流被截停的几率也大幅下降。

　　昆柳龙工程在世界上首次采用特高压多端混合直流系统，送端云南昆北是常规直流，广西柳北、广东龙门两个受端是柔性直流。“这种方案既经济又先进。”李立浧解释，把西部水电送到用电需求大的广东、广西，这种远距离、大容量的输电，最经济高效的办法就是特高压直流。常规直流并网后，因其换相失败现象难以避免等固有特性，会对受端电网系统安全带来一定冲击。“柔性直流能解决这些问题，它调控更加灵活，还能在关键时刻支持系统安全稳定地运行。”李立浧表示。

　　但是，柔性直流作为一种新技术，以往工程最高电压为500千伏，送电量、送电效率还不够高。昆柳龙工程将其提升到800千伏，送电量也达到全球最高的800万千瓦。浙江大学教授、国际电气电子工程师学会(IEEE)会士徐政展望道：“这是一个开路工程。此后，远距离、大容量送电工程都会首选柔性直流技术。”

　　紧密围绕国家重大战略需求：体现国家意志

　　特高压输电从最早酝酿、提出到项目研发，再到工程实践，自始至终瞄准世界电力发展趋势和技术制高点，紧密围绕国家重大战略需求，政府支持，企业主导，产学研联合，社会各方广泛参与，用科学手段和方法，以应用为目的，破解重大技术难题。

　　特高压输电概念最早见诸国家层面，是在1986年初，原水电部下达“关于远距离输电方式和电压等级论证”课题，研究认为21世纪初叶在中国出现交流百万伏级电压等级是可能的。此后，国务院原重大项目办公室下达了“七五”国家攻关项目“特高压输电技术前期研究”。

　　由此发端，直至2006年8月9日，国家发改委正式核准首个特高压输电工程。其间20年，围绕特高压输电的议题从未离开过国家相关部门的视野。特别是，特高压输电技术研究连续列入国家“七五”“八五”和“十五”科技攻关计划；特高压交流输电技术研发先后列入《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和“十一五”国家科技支撑计划，这些都为特高压输电技术研究积累了宝贵经验。

　　2006年11月4日，中国工程院提出《关于我国特高压输电研究和工程建设的咨询意见》，参加该项研究的27位院士、7位专家指出，中国有必要加快特高压输电研究和工程应用的步伐，试验示范工程方案符合“全面试验验证”要求，建议作为国产化的依托工程，纳入国家中长期科技发展规划、高技术产业计划和重大装备自主创新计划。

　　同月，国务院发展研究中心完成《我国能源输送方式研究》报告，对特高压输电与输煤成本进行了综合分析，提出了输电与输煤并举，当前优先发展输电的建议。

　　由此，2006年国务院印发《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006—2020)》，要求重点研究开发大容量远距离直流输电技术和特高压交流输电技术与装备。

　　定位于远距离、大容量：特高压带来最安全的电网

　　随着经济社会快速发展，民众需求持续旺盛，中国已有的500千伏输电主网架已经面临远距离、大容量输送能力不足，走廊资源紧缺等瓶颈制约，亟待转型升级。

　　全球能源互联网发展合作组织主席、中国电力企业联合会理事长、国家电网原董事长刘振亚指出，世界电力工业发展的历史表明，用电需求的持续增长推动电网规模不断扩大、电压等级不断提升。

　　他强调，500千伏输电系统有力支撑了我国近30年的经济社会发展，但我国能源资源与需求呈逆向分布，70%以上的能源需求集中在中东部，可用能源资源却远离需求中心，76%的煤炭集中在北部和西北部、80%的水能资源集中在西南部，陆地风能和太阳能等新能源也大量分布在西北部，供需相距800—3000公里。所以，要在全国范围内优化能源资源配置，打造电力“高速公路”。