中国工程院院士李立浧:特高压工程实现了我国在电力领域的主导权

2018-01-18 15:04  浏览:  

由李立浧牵头的“高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”、“恶劣环境中电气外绝缘放电特性及其在电网中的工程应用”先后获得过国家科技进步奖的一二等奖。

日前,2017年度国家科学技术奖揭晓,两个与电力相关的项目荣获国家奖励,其中,由南方电网公司专家委员会主任李立浧主导的“特高压±800千伏直流输电工程”获得2017年国家科技进步奖特等奖,而由南方电网牵头完成的“特大型交直流电网技术创新及其在国家西电东送中的应用”项目则获得2017年国家科技进步奖二等奖。

据悉,国家最高科学技术奖正式设立于2000年,是中国五个国家科学技术奖中最高等级奖项,每年评审一次。两个重量级的国家奖项均花落南方电网,如此瞩目的成绩的背后,无疑离不开一线科研人员的矢志攻坚。

“国外没有的东西,中国能不能搞,敢不敢搞?”1月16日,作为特高压±800千伏直流输电工程的第一完成人李立浧接受了21世纪经济报道记者采访,详细介绍了该技术在科技领域的突破以及商业应用层面带来的贡献。

年过七旬的李立浧,如今依然大部分时间在实验室和高校中度过,在业内有着“中国直流输电第一人”称号的他,笑称自己的履历伴随着我国电网建设的发展步伐,“从黄河流域到长江流域再到珠江流域”,主持和参加了中国几乎所有特大型输电项目。

引领国际标准

事实上,与特高压工程相关的项目并不是首次获得国家层面的殊荣。由李立浧牵头的“高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”、“恶劣环境中电气外绝缘放电特性及其在电网中的工程应用”先后获得过国家科技进步奖的一二等奖。

特高压直流输电技术,实现了从中国创造到中国引领,对于加快我国能源转型升级、促进“一带一路”建设具有特别重大的意义。

在李立浧看来,尽管我国幅员辽阔,能源资源总体来看比较丰富,但资源与电力负荷分布却极不均衡,80%以上的能源资源分布在西部、北部,而70%以上的电力消费却集中在东部、中部,那就需要远距离输送能源。

电力的输送是能源输送最核心的部分,发展大容量、远距离、高效率的输电技术便成为了电力跨区域输送当前最迫在眉睫的难题。

李立浧告诉记者,随着金沙江下游向家坝、溪洛渡等水电的规模开发,近4000万千瓦水电需远距离高效送出,实践发现交流输电方案技术并不可行,以±500千伏直流输电线路为例,每回输送300万千瓦电量,需要至少13回,且直流输电方案占地大、损耗高,极不经济。

在此背景下,从2004年开始,在李立浧院士主持下,特高压±800kV直流输电工程开始建设。“原来我们国家的±500千伏直流输电工程技术需要从国外引进,在实践过程中遇到了各种技术壁垒。”李立浧表示,当初团队决定要研究突破±800千伏直流输电时,由于当时国内外都没有相关产品和经验,从技术到设备研发都遇到了不少质疑的声音。

绝缘材料的选择则是其中一个重大的突破。目前在电网输电线路绝缘材质中,钢化玻璃、瓷质是主流材质,而云广特高压跨越滇、桂、粤三省,线路长度1400多公里,面临重污秽、高海拔、重覆冰等复杂环境,常规的绝缘材料无法满足特高压直流的安全运行要求。

李立浧表示,当时为了突破材料瓶颈,他结合自身数十年在直流工程建设运行的经验,提出采用硅橡胶复合绝缘材料的技术路线。为了进一步确定设备定型和设计方法,李立浧与项目团队组织了国内厂家在短短半个月时间拿出了试验样品,最终力排众议确定了硅橡胶复合绝缘是云广工程的最佳选择。

李立浧介绍说,通过160多家单位联合攻关,在世界首次研发了13大类73种主要电气设备,形成国家标准54项,行业标准38项。“从引进到消化吸收,再到创新引领,中国在特高压领域已完全摆脱了西方的技术封锁,掌握了话语权。”

西电东送电量首破2000亿度

经过六年的研发,2010年,我国成功建成世界上首批技术领先的云南-广东、向家坝-上海特高压±800kV直流示范工程。目前,南方电网已建成“八条交流、九条直流”共17条500千伏及以上西电东送大通道,最大送电能力超过3950万千瓦。

根据南方电网提供的数据,2017年全年,南网西电东送累计输送电量达2028亿千瓦时,减少发电标煤0.5亿吨,相当于减少二氧化碳1.4亿吨,减少二氧化硫排放100万吨。

南网资料显示,目前,我国在运在建特高压直流工程14项(12项在运、2项在建),累计换流容量2.2亿千瓦、线路长度2.5万公里,总输电能力11060万千瓦,输送电量中80%以上为清洁能源。

经过近10年的发展,目前看来,国内的特高压直流输电工程骨干网架基本搭建完成。在李立浧看来,特高压“出海”能在一定程度上缓和市场相对饱和的问题,特别是在与“一带一路”沿线国家的合作方面大有可为。

事实上,特高压工程的投用不仅解决了国内的电力输送问题,更推动我国能源领域高新技术强势“走出去”。2015年7月,国家电网中标巴西美丽山水电特高压二期项目,这是我国首个在海外独立开展工程总承包的特高压输电项目。

据悉,与我国能源分布相似,巴西地域辽阔,80%用电负荷集中在东南部发达地区,而发电资源则集中分布在北部亚马逊河流域,供需分布极不平衡。

在李立浧看来,特高压直流输电为全球能源互联提供了中国方案,极大提升了我国在国际电力标准领域的话语权。

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