TUhjnbcbe - 2024/10/25 17:18:00
序言文章开始之前，小鲸先问问大家知不知道“新基建”这个词？官方对于“新基建”是这样说的，它是指发力于科技端的基础设施建设。主要包括七大领域：5G基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网。七个？这熟悉的数字，难道是为了凑齐传说中的葫芦兄弟么？葫芦娃，葫芦娃，一根藤上七朵花，风吹雨打都不怕。好啦，有点扯远了！咱们用大白话总结一下：新基建就让网络变得更快，让电网更加强悍，让高铁去到更多地方，让电车在街上跑的更顺畅，让大数据发挥作用，让人工智能服务于工作和生活，让智能制造更快实现。那么小鲸考考你，这基建的七大块当中，你觉得哪个最重要呢？这可能出乎你意料，是特高压！为啥呢？因为它提供其他领域最需要的电能呀！那么这一期小鲸就来说说，咱们的特高压技术“特”在何处呢？特高压小鲸会从三个方面来说说：为什么我们要建特高压？我们的特高压是如何成为世界最先进的输电技术？我们的特高压有啥高科技？首先给大家普及下什么是特高压？特高压是由千伏及以上交流和±(正负)千伏及以上直流输电构成，是目前世界上最先进的输电技术，具有远距离、大容量、低损耗、占地少的综合优势。为什么我们要建特高压？一句话，主要是由咱们的能源国情决定。具体是这样的:我国三分之二的煤炭资源集中在陕西、山西和内蒙三省区，80%的水电资源集中在西南地区。绝大多数可集中开发的风电和太阳能则分布在西北和东北地区。而与此同时，我国七成用电需求却落在了东部和中部的16个省内。面对这样的问题，我国一开始采取的解决途径是在负荷区域建设燃煤电站，通过远距离运输煤炭，就地发电来增加负荷区域的电力供给。但随着东部地区经济的快速发展，电力需求日益增加，而且东部电厂燃煤带来的排放污染问题也日益严重起来了。那怎么办呢？不怕，咱们还有B方案！我们可以在大西北建立能源基地，通过远距离特高压输电通道供应中东部地区。于是特高压就将两边“连接”起来，解决了两边发展的“燃眉之急”。而要进行大规模能源调配，就要实现远距离输电，而这就必须提高电压等级。目前最高的是千伏交流电传输技术，这个技术只有咱们拥有，并且最远输电距离可超过公里。那么你肯定好奇了，咱们的特高压技术是怎么发展起来的呢？从世界电网的发展历程看，输电网已经有多年应用历史了。就输电技术从低电压到高电压等级提升的过程看，西方国家一直领先。中国比世界发达国家首次出现更高电压等级输电网的时间也晚了大约20年，这里指的是超高压输电网。年6月16日，我国自行设计、自行制造设备、自行施工安装的第一条千伏超高压输变电线路—刘(刘家峡)—天(天水)—关(关中)线路投入运行，而瑞典早在年就已经建成千伏的输电工程了。不仅如此，在千伏输电技术上，我们更是晚了40年。年加拿大最早建成麦尼夸根—魁北克市—蒙特利尔千伏的输电工程，而我国首次全面掌握千伏电网建设及运行技术，是在年建成了青海官亭—甘肃兰州东输变电工程。但是到了千伏的级别后，世界玩家就只剩咱们了。小鲸为啥这么说呢？发达国家虽然开展过特高压输电试验研究，但发展水平良莠不齐。也没形成成熟的技术和设备，更没有完整的技术标准体系以供参考。所以在这样的情况下，我们面临的技术难题，之前采用“引进-消化-吸收-再创新”的技术路线去攻克，走不通了，必须要走自主创新之路。自年，中国开始就对特高压技术进行跟踪研究，至年开始建设第一条特高压线路，再到今天成为特高压国际标准的制定者，中国走过了30多年的研究探索道路。在这里小鲸想问问大家，你觉得特高压技术只是一个单项技术，还是一整套产业链技术？答案非常明显，就是后者！从上下游产业链来看，特高压产业链包括电源、电工装备、用能设备、原材料等，产业链长而且环环相扣，咱们用了30年的时间，就是把整个产业链给弄起来。年，千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程核准开工。年1月6日，这项由我国自主研发、设计建设的首个特高压交流工程投运。截至目前，我国有25条特高压线路正在运行、7条特高压线路正在建设，以及7条待核准特高压线路。特高压技术要知道在电力领域，从高压-超高压-特高压，输电电压每提高一个电压等级，都面临技术极限的挑战。那咱们在这方面用到了哪些高科技呢？如果把特高压输电技术誉为世界电力技术的珠穆朗玛峰，那么珠穆朗玛峰上的皇冠，就是特高压变压器和特高压换流阀。下面小鲸分别来说说这两个核心设备。特高压变压器是将低电压转换成千伏特高压的关键设备，升高电压不是难事，难的是如何安全的升高电压。作为变压器内部主要绝缘材料，大家可以猜猜是什么？我说出来，大家肯定会惊讶的！绝缘材料使用的是纸，而且用纸做成的各种配件达到25万件，不亚于任何一件精密的艺术品。当然了，这里的纸不是咱们一般使用的纸，而是根据特高压设计过的专用纸。并且变压器内部所有组件都需要超高的工艺和洁净环境，医院的手术室还要干净几十倍。另外变压器的运输又是一个大问题，要知道它的大小相当于面积45平米的二层小楼。整体运输的话，正常情况是充满变压器油，这样总重达到吨，而将油换成氮气，重量可以降到吨。这里就要回顾一下，我之前的视频里有说过的咱们自主生产的模块车-SMPT平板车，感兴趣朋友的可以看看。再来看看特高压换流阀。特高压换流阀是将交流电转换成直流电的关键设备，也就是说特高压的电流必须通过它的转换才能送入千家万户。那么如何安全稳定的转化特高压呢？这里就要说到换流阀的核心部件-晶闸管，它决定了换流阀的通流能力，目前国内已研制出6英寸晶闸管，额定通流能力安培。通过将多个晶闸管元件串联可得到希望的系统电压，要说明的是，它的生产设备工艺精度都是纳米级别的。在咱们没有研制出自己的换流阀之前，完全依靠进口，处处受制于人。而现在咱们通过十年艰苦攻关，终于摆脱了国外的束缚了。在拥有特高压变压器和换流阀的自主知识产权后，咱们从之前的工程应用的大国，变成了现在的特高压技术的强国。据国家电网公司提供的数据显示，一回路特高压直流电网可以输送万千瓦电量，相当于现在千伏直流电网的5-6倍，而且送电距离也是后者的2到3倍，因此效率大大提高。尤其是特高压±千伏直流输电技术每天最多输送2.4亿千瓦时电。这是什么概念呢？要知道1亿千瓦时电等于5万吨煤炭，那么也就是12万吨煤炭。这相当于载重为5吨的卡车，满载2.4万辆，或载重吨的卡车，满载辆。感悟最后小鲸想说：当今世界正在经历一轮新的变革，全球经济需要寻找新的发展引擎。推动能源革命，实现清洁能源转型，是全球经济、社会、环境可持续发展的必由之路。中国的特高压不仅成为中国经济发展的主动脉，也为世界上不少国家和地区提供了可借鉴的电力输送解决方案。迄今为止，中国不仅是世界唯一实现特高压大规模商业运营的国家，也在这个领域全方位实现了“中国引领”成为了制定标准的人。赤橙黄绿青蓝紫，谁持彩练当空舞？这让我想起一句话：一流企业卖标准，二流企业卖专利，三流企业卖产品”，更多的标准意味着会有更多的影响力和话语权。未来随着一带一路倡议的不断推进，经济全球化会越来越深入，届时特高压不仅能让中国实现远距离大容量输电，而且也让世界各地能源传输更加高效便捷，建立一个全球资源互联互通的新时代。