親歷者說
110千伏、330千伏是15年一遇,500千伏是30年一遇,750千伏是50年一遇,特高壓是100年一遇。
——國家能源局原副局長趙小平
我國自主研發(fā)、設(shè)計和建設(shè)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的1000千伏交流特高壓試驗示范工程的成功投運(yùn),標(biāo)志著我國已全面掌握了特高壓交流輸電技術(shù),并在一些關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新和突破。在中國乃至世界電力發(fā)展史上都具有重要的里程碑意義。
——國家電網(wǎng)公司副總經(jīng)理舒印彪
我國電力工業(yè)自1882年在上海誕生以來,經(jīng)歷了艱難曲折、發(fā)展緩慢的67年,到1949年發(fā)電裝機(jī)容量和發(fā)電量僅為185萬千瓦和43億千瓦時,分別居世界第21位和第25位。1949年以后我國的電力工業(yè)得到了快速發(fā)展,裝機(jī)先后超過法國、英國、加拿大、德國、俄羅斯和日本,從1996年底開始一直穩(wěn)居世界第2位。進(jìn)入新世紀(jì),我國的電力工業(yè)得到了前所未有的發(fā)展。
在青海海北州一望無際的高原上,一條條銀線牽著電桿倔強(qiáng)地行走,將光明送到草原深處的每一戶人家……
60年來,我國電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,從解放初的只有35千伏及以上送電線路(含20千伏)6475千米,發(fā)展到2008年底的117萬千米,成為當(dāng)今世界規(guī)模最大的電網(wǎng),以最廣泛的布局、最細(xì)致的觸角、最大范圍的延伸,履行了電力普遍服務(wù)的崇高責(zé)任。
從山西東南部的群山起步,長達(dá)640千米的我國第一條1000千伏特高壓線路,跨越雄渾的黃河、漢江,蜿蜒而至湖北荊門……
60年來,我國電網(wǎng)技術(shù)不斷升級,電壓等級不斷提高,從解放初的最高220千伏電壓等級,發(fā)展到500千伏電網(wǎng)為主網(wǎng)架,并迅速攀登上1000千伏的“電網(wǎng)珠穆朗瑪峰”,成為當(dāng)今世界技術(shù)水平最高的電網(wǎng),為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展送去了源源不斷的動力。
黯淡歲月:“停電習(xí)以為常”
40歲以上的人一定都不會忘記那段“停電習(xí)以為!钡镊龅兆。
林集明,現(xiàn)任國家電網(wǎng)公司中國電力科學(xué)研究院系統(tǒng)研究所總工程師,回憶起自己1958年—1964年上清華大學(xué)期間隔三差五“停電又停水”的窘境,每每用“很慘”來形容!澳菚r,學(xué)校自己備有電廠,而蠟燭更是每人必備之物”。在沒有空調(diào)等高耗能電器、連電風(fēng)扇都屬極為罕見奢侈品的年代,頻繁停電的根源在于電源、電網(wǎng)都嚴(yán)重不足。
“停電肯定就要停水。清華園那時還有很多噴泉,在清華園到圓明園的路上,也有二三處泉水。每逢停電停水,同學(xué)們就出去到處找水。冬天,把冰鑿開,漏點水出來打回去用!边@些“找水”的經(jīng)歷或許能成為那個慘淡年代里的一絲快樂記憶。
電源、電網(wǎng)嚴(yán)重不足是什么概念?
新中國建立之初,全國電力裝機(jī)容量才區(qū)區(qū)185萬千瓦。放到現(xiàn)在,也就是一個大中型電廠的裝機(jī)規(guī)模。
而在輸配電方面,國內(nèi)主力電網(wǎng),關(guān)內(nèi)以110千伏為主;更早一些,還有35千伏的。關(guān)外則是日本人搞的154千伏線路。跟如今500千伏主網(wǎng)架相比,差了好幾個檔次;跟已建成和在建的特高壓線路相比,更有天壤之別。
短缺時代,國家、業(yè)界對電力短缺的現(xiàn)狀其實是十分清醒的,也努力想要有所改變。當(dāng)時提出口號:“一年裝機(jī)400萬千瓦”,并動員了大量人力物力,但綜合實力所限,終究很難完成。想想后來90年代連續(xù)10年每年裝機(jī)1000萬千瓦以上,現(xiàn)在一年裝機(jī)動輒數(shù)千萬、甚至上億千瓦,真令人有“不知今夕何夕”之感。
林集明1964年大學(xué)畢業(yè)后來到“當(dāng)時沒有路,出入坐馬車、驢車”的電科院。在這個全國最高電力科研機(jī)構(gòu),停電停水同樣是“家常便飯”,一趕上停電,同事們就趕緊到一樓接水。幸虧鄰居有個鋼廠,因生產(chǎn)原因不能停電,每每成為林集明們接水救急的“生命線”。
電壓升級:每一步都有技術(shù)挑戰(zhàn)
此前一二年,220千伏輸電線路開始興建;之后,為解決劉家峽—關(guān)中的水電外送,又上馬更高等級的330千伏線路。“這期間,我在云南東川(今屬昆明)海子頭,離金沙江十幾公里的一個海拔3200米的山頭上做高海拔試驗站,監(jiān)管220—330千伏試驗線路,后擴(kuò)展到330—500千伏線路。”
林集明回憶,輸電電壓每升高一個等級,技術(shù)上都有不小的挑戰(zhàn)。比如,從220千伏到330千伏也很費(fèi)勁,怎樣把總裝機(jī)122.5萬千瓦的劉家峽水電送往關(guān)中?這一課題從1967、1968年間開始搞,到1975、1976年能夠運(yùn)行,其間有很多教訓(xùn)。典型的一例是高壓電抗器:一開始因為沒有經(jīng)驗,也沒有國外資料可資參考,把本應(yīng)三個單相分開做成了三相相連,也就是三個鐵芯一體,這樣省錢,但運(yùn)行出現(xiàn)諧振,電壓非常高,比正常高1.5倍。投產(chǎn)試驗時,變壓器、電抗器的響聲就像牛叫,可怕極了。只能趕緊停下,再重新研究,這才發(fā)現(xiàn)應(yīng)該三相分開!斑@樣的錯誤,現(xiàn)在是不可想象的!”
以劉家峽水電送出為契機(jī),西北電網(wǎng)主力網(wǎng)架從110千伏直接升到330千伏,這是一個比較經(jīng)濟(jì)的做法。而當(dāng)時其他地方220千伏線路較多,經(jīng)過論證,直接上500千伏。論證過程中,爭議不少,“官司”甚至打到了當(dāng)時的電力部、機(jī)械部,焦點主要集中在相關(guān)電工裝備的國產(chǎn)能力問題上。
電工裝備:國產(chǎn)化之路越走越順暢
跟現(xiàn)在特高壓工程上馬前期的紛爭一樣,在輸電電壓不斷升級的過程中,國產(chǎn)電工裝備能不能拿得出、頂?shù)蒙,始終是一個核心問題。1970年代末,改革開放之初,第一條500千伏線路在東北建成,變壓器、高壓電抗器、開關(guān)三大件基本上實現(xiàn)了國產(chǎn)化。但眾所周知,國產(chǎn)三大件在電壓等級升高歷程中曾惹過不少麻煩。林集明認(rèn)為,這是因為沒有經(jīng)驗,“是必經(jīng)的過程”。
他介紹,進(jìn)口的高端電工設(shè)備通常都很貴,但我們自己有了以后,馬上就降價。比如500千伏線路的串連補(bǔ)償,能夠大幅提高線路輸送能力40%,設(shè)備比新建線路便宜很多。電科院牽頭研發(fā),做出來以后,進(jìn)口設(shè)備馬上降價30%。由此,林集明對前幾年在廣西平果超高壓局看到的標(biāo)語“沒有實力就沒有尊嚴(yán)”感同身受。
另一件讓他感慨頗深的事情是,國家電網(wǎng)2005年開始搞特高壓時,前來考察的日本人根本不相信能干成,因為在他們的詞典里,中國人總是效率低,能力差;可到2008年底特高壓示范線路快建成時,日本人來看了,佩服得五體投地:“比日本大發(fā)展時還厲害!”他們的特高壓線路現(xiàn)在只能降壓運(yùn)行。
從最初東北的錦遼線,而后平武線,再后大黃線,到上世紀(jì)八九十年代,500千伏線路電工裝備國產(chǎn)化之路越走越順暢,F(xiàn)在500千伏線路國產(chǎn)化已經(jīng)不成問題,特高壓設(shè)備和下一代智能電網(wǎng)裝備的國產(chǎn)化成為新的更高目標(biāo),中國企業(yè)正在和已經(jīng)站上世界電網(wǎng)技術(shù)的制高點。
智能電網(wǎng):離我們漸行漸近
2009年5月,國網(wǎng)公司首次提出了基于特高壓電網(wǎng)的“智能電網(wǎng)”全新概念。一石激起千層浪。
2009年7月16日,正在北京訪問的美國能源部長朱棣文和商務(wù)部長駱家輝率團(tuán)同時造訪國網(wǎng)公司,特高壓和智能電網(wǎng)是賓主雙方關(guān)注的關(guān)鍵。7月28日結(jié)束的首輪中美戰(zhàn)略與經(jīng)濟(jì)對話中,智能電網(wǎng)已成為一個重要議題,雙方承諾將在該領(lǐng)域加強(qiáng)合作。
所謂“智能電網(wǎng)”,即以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ),以信息化、自動化、互動化為主要特征的堅強(qiáng)電網(wǎng)。
在國網(wǎng)公司的謀劃中,“堅強(qiáng)智能電網(wǎng)”已不僅僅是一個概念。目前,跟這一電網(wǎng)相關(guān)的規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)研究與制訂、試驗(示范)試點、關(guān)鍵技術(shù)研究等,已在“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一建設(shè)”的原則下,有了具體而周密的部署。
智能電網(wǎng)將給中國帶來什么?
國網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院電網(wǎng)規(guī)劃研究中心副主任張義斌告訴記者,智能電網(wǎng)在世界上才剛剛起步,如果我們抓住這個機(jī)遇,就可與歐美發(fā)達(dá)國家處于同一起跑線,這是帶動中國電力工業(yè)領(lǐng)先或同步于世界先進(jìn)水平的重要戰(zhàn)略機(jī)遇。其次,堅強(qiáng)智能電網(wǎng)通過提升發(fā)電利用效率、輸電效率和電能在終端用戶的使用效率,以及推動水電、核電、風(fēng)能及太陽能等清潔能源開發(fā)利用,每年可以帶來巨大的節(jié)能減排和化石能源替代效益,更充分發(fā)揮電網(wǎng)在應(yīng)對氣候變化方面的重要作用。其三,堅強(qiáng)智能電網(wǎng)通過提升電網(wǎng)的資源優(yōu)化配置能力,促進(jìn)大規(guī)模煤電、水電、風(fēng)電等電源的集約化開發(fā),實現(xiàn)大容量、高效、遠(yuǎn)距離電力傳輸,為滿足中國持續(xù)增長的電力供應(yīng)需求提供可靠的可持續(xù)能源資源保障;通過提升電網(wǎng)的智能化水平,大幅增強(qiáng)電網(wǎng)應(yīng)對自然災(zāi)害等外界影響的能力,提升電網(wǎng)對于風(fēng)電等清潔能源的適應(yīng)性,提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行水平和供電可靠性。其四,建設(shè)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)不僅將直接創(chuàng)造大量的技術(shù)、設(shè)備及相關(guān)咨詢服務(wù)的需求,還將通過用電方式變化在智能家電等相關(guān)產(chǎn)業(yè)間接創(chuàng)造巨大市場,將為中國電力工業(yè)及相關(guān)電子、家電、信息通信、控制等行業(yè)帶來重要的跨越式發(fā)展機(jī)遇。其五,通過發(fā)展堅強(qiáng)智能電網(wǎng),將建立電力用戶、電源與電網(wǎng)之間的友好互動平臺,在這個平臺上,客觀需要分時電價等電價機(jī)制的引導(dǎo)。同時,堅強(qiáng)智能電網(wǎng)還將為電力市場化建設(shè)提供透明、開放的平臺支撐。
“最終,發(fā)電企業(yè)和電力用戶都將享受到切身實惠。”張義斌說,一方面,通過發(fā)揮堅強(qiáng)智能電網(wǎng)“削峰填谷”作用,減少電力裝機(jī),進(jìn)而減少發(fā)電企業(yè)投資,同時增加發(fā)電企業(yè)的機(jī)組利用小時數(shù),提高發(fā)電機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行水平和發(fā)電效率,增加發(fā)電企業(yè)的效益;另一方面,廣大電力用戶可以通過參與互動,減少電價較高的用電高峰時段的用電量,減少電費(fèi)支出,如在電價較低的用電低谷時段使用洗衣機(jī)等電器設(shè)備。(瞿劍)
大事記
1989年2月27日至3月7日水電部三峽工程論證領(lǐng)導(dǎo)小組召開第十次會議,審議并原則通過重新編制的《三峽工程可行性研究報告》(審議稿)。
1989年9月18日我國第一條±500千伏超高壓直流輸電工程———葛洲壩至上海直流輸電工程,單極投入運(yùn)行,首次在華中、華東兩大電網(wǎng)間實現(xiàn)了非同期聯(lián)網(wǎng)。
1991年12月15日我國自行設(shè)計、研制、安裝的第一座核電站———秦山一期核電站并網(wǎng)發(fā)電,從此結(jié)束了中國大陸無核電的歷史。
1994年5月6日廣東大亞灣核電廠2號機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行。至此,大亞灣核電廠全部建成投產(chǎn)。此前的2月1日,大亞灣核電廠1號機(jī)組投產(chǎn)。
1995年12月28日八屆全國人大常委會第十七次會議通過《中華人民共和國電力法》。同日,國家主席江澤民簽署第60號主席令,公布了《電力法》。
1996年4月11日國家“八五”重點能源環(huán)?蒲许椖,我國第一座循環(huán)流化床鍋爐示范電站——四川省內(nèi)江循環(huán)流化床鍋爐示范電站工程并網(wǎng)發(fā)電。
1996年12月7日華東地區(qū)最大的水電站——水口水電站7臺機(jī)組全部投產(chǎn)。該電站位于閩江干流,裝機(jī)7×20萬千瓦,是我國利用世界銀行貸款、大型水電站土建工程首次全部實行國際招投標(biāo)的項目,華田聯(lián)營公司以5.5億元人民幣標(biāo)價中標(biāo)。
1999年3月10日我國首條500千伏緊湊型輸電線路建成投運(yùn)。該線路自北京昌平500千伏變電站至房山500千伏變電站,全長82.5千米。1994年12月,首條220千伏緊湊型輸電線路(北京安定門—河北廊坊)建成投產(chǎn)。
2007年1月29日全國電力工業(yè)“上大壓小”節(jié)能減排會議確定,今后四年全國關(guān)停小火電機(jī)組5000萬千瓦以上。五大發(fā)電集團(tuán)公司、兩大電網(wǎng)公司及30個省(市、自治區(qū))人民政府與國家發(fā)展改革委簽訂了目標(biāo)責(zé)任書。當(dāng)年全國共關(guān)停1438萬千瓦,計553臺,超額43%完成任務(wù)。
2007年2月10日我國第一個超高壓、長距離、大容量的500千伏海底電纜聯(lián)網(wǎng)工程在海南開工。該工程北起廣東湛江市港城變電站,穿越瓊州海峽,南至海南澄邁縣福山變電站,鋪設(shè)海底電纜34.7千米,額定輸送容量60萬千瓦。計劃于2009年上半年建成投產(chǎn)。
2007年5月17日江蘇田灣核電站1號機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行;8月16日,2號機(jī)組投入商運(yùn)。至此,一期工程建成。田灣核電站是中俄兩國重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)合作項目,也是目前我國單機(jī)容量最大的核電站。一期工程建設(shè)2臺單機(jī)容量106萬千瓦的俄羅斯壓水堆核電機(jī)組。
2007年11月8日我國首臺國產(chǎn)60萬千瓦空冷脫硫機(jī)組——銅川電廠1號機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電;12月12日,2號機(jī)組投產(chǎn),一期工程建成。銅川電廠一期工程是國家空冷機(jī)組國產(chǎn)化依托項目。機(jī)組主機(jī)采用直接空冷技術(shù),同步安裝煙氣脫硫裝置,比常規(guī)濕冷機(jī)組節(jié)水85%以上。
2008年1月28日國資委、國家發(fā)展改革委、財政部和電監(jiān)會聯(lián)合制定的《關(guān)于規(guī)范電力系統(tǒng)職工投資發(fā)電企業(yè)的意見》,經(jīng)國務(wù)院同意正式出臺!兑庖姟访鞔_規(guī)定,地(市)級電網(wǎng)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)班子成員和省級以上電網(wǎng)企業(yè)的電力調(diào)度人員、財務(wù)人員、中層以上管理人員,不得直接或間接持有本省(區(qū)、市)電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)發(fā)電企業(yè)的股權(quán)。
數(shù)字說話 全國電力裝機(jī)容量發(fā)展迅速
全國電力裝機(jī)容量,1949年:185萬千瓦;改革開放前的1978年:5712萬千瓦;1987年:突破1億千瓦;1995年:實現(xiàn)2億千瓦;2000年:3億千瓦;2002年:3.5億千瓦;2003年:3.9億千瓦;2004年:4.4億千瓦;2005年:5.17億千瓦;2006年:6.22億千瓦;2007年:7.13億千瓦;2002年到2007年五年新增發(fā)電裝機(jī)容量相當(dāng)于過去53年的總和。到2008年底,全國電力裝機(jī)容量達(dá)到7.9253億千瓦,發(fā)電量達(dá)到34334億千瓦時。
輸配電電壓等級中,10、35、110、220千伏為高壓,330、500、750千伏為超高壓,800、1000千伏以上為特高壓。
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