穩(wěn)定的電力供應(yīng)，關(guān)系著一個(gè)國家的能源安全，這是支撐經(jīng)濟(jì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，是血管，也是命脈。我國的特高壓變電技術(shù)已經(jīng)成為繼高鐵、核電站之后的第三張“出海名片”。有了特高壓，內(nèi)蒙古的風(fēng)，點(diǎn)亮了北京的燈，而西南的水，也點(diǎn)亮了廣州的萬家燈火。

3319公里，中國再次建造人類電力工程史上的巔峰之作

2022年1月18日，四川涼山州美姑縣沙洛村境內(nèi)，白鶴灘到江蘇的±800千伏特高壓直流輸電線路工程順利跨越已建成的錦屏到蘇南±800千伏特高壓線路。這是國內(nèi)首次在高海拔重冰區(qū)實(shí)現(xiàn)特高壓跨越特高壓放線施工。

這條特高壓直流輸電線路工程，起于四川省涼山州布拖縣，途經(jīng)四川、重慶、湖北、安徽、江蘇5省市，終點(diǎn)到江蘇省蘇州常熟市，全長2087公里，計(jì)劃到2022年6月底建成投運(yùn)。

我國獨(dú)步全球的特高壓技術(shù)，最大特點(diǎn)是“損耗低、可靠性高、成本低”，截至2020年底，我國已建成“14交16直”共計(jì)30條在運(yùn)特高壓線路、5條在建特高壓線路，在建在運(yùn)特高壓線總長度4.8萬千米，可以繞地球4圈。

遼寧沈陽，一臺(tái)準(zhǔn)備從沈陽發(fā)往四川雅中換流站的正負(fù)800千伏特高壓直流變壓器，正在進(jìn)行最后的測(cè)試。

正負(fù)800千伏以上的高端換流變壓器，目前只有中國、德國、瑞典等少數(shù)國家能夠制造。電壓等級(jí)最高的正負(fù)1100千伏直流變壓器，王健和團(tuán)隊(duì)也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自主設(shè)計(jì)和制造。

特變電工沈陽變壓器集團(tuán)有限公司總工程師 王健

新疆昌吉到安徽古泉的輸電線路，是全球第一條正負(fù)1100千伏特高壓線路，跨越3319公里，途徑6省，堪稱人類電力工程史上的巔峰之作。

這樣的遠(yuǎn)距離輸電，僅需要兩個(gè)變電站就可以完成。而在過去，以一條交流50萬伏輸電線路為例，同樣的距離，至少需要6個(gè)變電站。

西安到廣西柳北，六輛重型卡車，裝載著最先進(jìn)的電力傳輸裝備。這些設(shè)備采用了目前世界上可控性最高的柔性直流輸電技術(shù)。

廣西柳北，這個(gè)超過5000平方米的大廳里，將搭建出世界上電壓等級(jí)最高的柔性直流換流閥。

閥段，是換流閥最核心的電氣單元，重達(dá)5噸。18個(gè)閥段成一個(gè)閥塔，總重量超過90噸，相當(dāng)于一架C919大型客機(jī)的重量。12座閥塔的搭建必須在兩個(gè)月之內(nèi)完成，這是一項(xiàng)史無前例的挑戰(zhàn)，幾十萬個(gè)零部件的組裝不能出現(xiàn)絲毫差錯(cuò)。

換流閥未來運(yùn)行時(shí)電壓是正負(fù)800千伏，安裝過程中的一點(diǎn)毛刺，甚至是遺留表面的一點(diǎn)灰塵、鐵屑，都可能在通電時(shí)帶來短路或者放電，后果不堪設(shè)想。因此，工程師們不能使用電動(dòng)工具，必須采用手動(dòng)安裝。

陜西西安，在10萬級(jí)清潔度的工作間里，工人們正在把IGBT、驅(qū)動(dòng)板卡、水熔板等壓接在一起，組合成一個(gè)完整的柔直模塊，這是柔性直流換流閥的核心。

一個(gè)柔直模塊的價(jià)格相當(dāng)于一輛高級(jí)轎車，它可以在萬分之一秒中處理上萬點(diǎn)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)輸送功率的精確控制，將電網(wǎng)的控制保護(hù)精度提高到微秒級(jí)。

另一個(gè)核心部件是控制板卡，它是柔性直流換流閥的大腦，看似普通的板卡上有上萬個(gè)電子器件，每個(gè)電子器件都擁有獨(dú)立的傳輸線，能夠?qū)崿F(xiàn)10億赫茲以上的極高頻率傳輸。

這樣海量快速的數(shù)據(jù)處理能力，相當(dāng)于在人類0.2秒的眨眼瞬間，整個(gè)閥控系統(tǒng)就已經(jīng)上傳了8000次數(shù)據(jù)。這項(xiàng)技術(shù)是目前全球電力巨頭都在搶占的能源應(yīng)用技術(shù)制高點(diǎn)，世界范圍內(nèi)能夠制造出的國家僅有三個(gè)。

中國特高壓，高端鋼材功不可沒

特高壓技術(shù)徹底扭轉(zhuǎn)了我國電力工業(yè)長期跟隨西方發(fā)達(dá)國家發(fā)展的被動(dòng)局面，從裝備到輸電線路，特高壓標(biāo)準(zhǔn)中國具有絕對(duì)話語權(quán)，并由此誕生了“中國標(biāo)準(zhǔn)”，而中國的特高壓之所以能獨(dú)步全球，基礎(chǔ)材料研究功不可沒。換流變壓器強(qiáng)大的功能，離不開一種獨(dú)特的材料——取向硅鋼。

中國寶武寶鋼，世界上最大的取向硅鋼生產(chǎn)基地。世界最薄、等級(jí)最高的0.18毫米取向硅鋼，正在這座智慧工廠里生產(chǎn)。早在20年前，中國建設(shè)三峽電站時(shí)，還沒有能力生產(chǎn)一片高等級(jí)取向硅鋼，取向硅鋼曾經(jīng)是制約中國電力發(fā)展的瓶頸。

取向硅鋼，制造流程復(fù)雜，有上千個(gè)關(guān)鍵工藝節(jié)點(diǎn)，被稱為鋼鐵中的藝術(shù)品，它是電力傳輸中必需的尖端功能材料。經(jīng)過數(shù)十年的積累，中國的取向硅鋼產(chǎn)量已經(jīng)占世界總產(chǎn)量的42%，其中，高磁感取向硅鋼更是超過了60%。

如果把更高規(guī)格的取向硅鋼，使用到全國主要輸變電工程的裝備上，每年將節(jié)約900億度電，接近三峽電站一年的發(fā)電量。

【半小時(shí)觀察】特高壓輸變電實(shí)現(xiàn)“中國引領(lǐng)”

特高壓輸電技術(shù)解決了我國電力跨區(qū)域遠(yuǎn)距離輸送的難題，為大規(guī)模開發(fā)西部風(fēng)光水可再生能源創(chuàng)造了條件，是我國能源革命的標(biāo)志性技術(shù)成果和我國先進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的重大突破。2020年，中國向全世界鄭重宣布：力爭2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。為了實(shí)現(xiàn)這一愿景，能源的清潔高效利用是重要的支撐。我們相信，在堅(jiān)持不懈的努力下，未來中國將在能源應(yīng)用技術(shù)方面，與世界分享更多令人驕傲的中國制造。