“根据国家规划,到2020年“三北”地区风电超过1.6亿千瓦、光伏发电4000万千瓦,需要外送1亿千瓦以上。四川水电新增4300万千瓦,需要外送2300万千瓦。近年来,东北地区电源装机增速始终高于用电增速,总量过剩问题突出。根据这个需要我们发展特高压输电技术,这是一种资源节约、环境友好的先进输电技术。”国网交流建设部孙岗在中国国际能源峰会分论坛——电力电工电器大会表示。
以下为孙岗演讲全文:
孙岗:尊敬的卢院士各位领导各位代表,各位专家,今天非常高兴参加我们这个中国国际能源峰会,回报题目是特高压交流输电技术及应用,我是交流建设部变电处孙岗。刚才应该说卢院士提了非常好的解决方案,介绍储能是亿度级的,我们现在要到国家输电网层面,我们国家电网公司这么几年,十来年一直在搞特高压交流输电,我汇报以下三个部分:
(一)国家需求呼唤我们创新的梦想
改革开放以来我国经济社会发展取得巨大成就,1978年-2014年,GDP年均增长为9.6%,电力工业作为能源基础产业,有利支撑了经济增长和社会发展。2015年是我们社会用电到了5.97,实际上根据去年全社会用电量,去年已经达到了5.5,应该说这个电力需求增长是由我们基本国情和发展需求决定的,电力资源需要在全国范围内优化配置。
根据习总书记提出两个一百年奋斗目标,2020年、2030年全社会达到8.4万亿和11.5万亿千瓦时。我国能源资源与生产力呈逆向分布,80%以上煤炭水能、风能和太阳能分布在西部、北部地区。70%以上的电力消费集中在东中部地区,相800-3000公里。我们国家必然面临南北不均的问题,美国不存在这样问题,两面都是海洋都可以传送能源输送能源。目前解决生态环境和雾霾治理问题更需要我们把清洁能源输送到中东部。中东不地区大气污染排放是全国平均水平5倍以上。京津冀鲁、长三角单位面积煤电装机是西北地区的13倍、26倍。沿长江平均30公里一个电厂,从南京到镇江平均10公里一个电厂。“五交八直”工程建成后,年送电量7600亿千瓦时。清洁能源的发展更需要远距离、大容量、高效率输电技术。清洁能源需要大规模外送,根据国家规划,到2020年“三北”地区风电超过1.6亿千瓦、光伏发电4000万千瓦,需要外送1亿千瓦以上。四川水电新增4300万千瓦,需要外送2300万千瓦。近年来,东北地区电源装机增速始终高于用电增速,总量过剩问题突出。根据这个需要我们发展特高压输电技术,这是一种资源节约、环境友好的先进输电技术。交流特高压是1000千瓦及以上电压等级。直流特高压是正负800千伏及以上的电压等级。
第二次工业革命以来,世界进入电气化时代,我们现在走的这条路是提高电压来输送电力的方式,我们可以就地平衡,但没想出招来,我们想的招是绕着给大家送,你用的电不是你自己生产的,而是从远的地方来的。以前我们一直采用所谓邓小平老人家提出来引进消化吸收再创新这条路,实际上现在我们超越这条路,从特高压建设开始,我们电压水平已经实现了世界最高水平。应该从跟随追赶直到超越引领是我国一代一代电力工作者不懈追求的目标。
特高压输电技术:协同攻关实现中国引领
要提出这个还不行,我们要把它建出来,自己建还不行,我们现在采用方式是产学研用,可能还要加一个政府官产学研用,上个世纪60到90年代意大利、俄罗斯、日本包括美国也做了问题研究,但是没有形成成熟的技术,因为特高压输电面临特高的电压,特大的容量、特远的距离,面临高电压、强电流电磁与绝缘特殊一系列的世界级难题。而且对于这条高速路肯定是输送玩的这么大,面临的一系列的问题还在,就是雨雪冰冻,包括高海拔强雷电这些问题更加突出。咱们国家大气污染水平温度增长,这一轮雾霾治理水平应该下来了,应该说污染了以后绝缘介质大幅度降低,因为我们在特高压用的负荷绝缘子。
特高压输电技术从发达国家“不能买、买不来”必须立足国内、自主创新、实现创新驱动的发展战略。应该说国内科研高校制造设计建设等100余家单位,坚持“基础研究—工程设计—设备研制—系统集成—工程示范”的技术路线。第一个全面掌握了特高压的技术,在世界上率先建立完整的标准体系,我们建了四基地两中心,包括我们的特高压交流实验基地,直流实验基地,我们西藏高海拔实验基地,工程力学实验基地,全面攻克了电磁环境抑制。坚持科学的技术路线,在这个研究过程中实际上没有一个科学的路子是建不成的。在这中间我们历时四年获得十万多组数据,把电磁环境模型分析出来,大家看到这个是一个放电优化过程,一开始放电情况是非常严重的,优化调整以后应该说放电幅度大幅度降低,俄罗斯为什么没有建成特高压,就是因为建设过程中放电非常严重,整个输电就是一条火龙,实际上是后来降压问题。第二个自主研制全套特高压设备,实现中国制造到中国创造。现在统计数据到2012年达到49%,包括在印度也是市场不错。我们这个体系刚才说叫产学研用,协同攻关,国家电网公司提出这个路,专家组、中国电科院技术咨询。当然这中间也非常不容易,讲一个小的实例2008年3月,我们在变压器研究过程中,我们特变电工过变、保变生产的,还是在国内厂家制造,经过联合攻关终于解决这个问题,现在制造非常顺利。我们针对后续特高压情况,深入开展抗震实验,提出优化的特高压抗震试验原则。
适应未来的需求我们还在研发一些新设备,这几个是已经研发成功的,包括可控高抗,150万大容量变压器,出线装置,还有油气套管。自主建成世界上电压等级最高、输电能力最强的“三交四直”的特高压工程。应该说这三交四直工程一直保持安全运行,2014恩年特高压跨区跨省输送电量1367亿千瓦时,同比增长88%,汛期三大特高压直流满功率运行,向华东送电2160万千瓦,应该说发挥重要的作用。5万多名建设者参加工程建设,实现时代鲜明的特高压精神。特高压创新也获得国际组织高度评价。
朱棣文来说中国挑战美国领导地位几个行业,包括高铁和特高压的交直流输电,特高压输电技术也极大提高我国在国际电工领域的影响力和话语权。国际大电网委员会特高压工作组6个。特高压输电技术创新成果也实现中国引领,走向世界。现在已经中标2个巴西特高压工程。
齐心协力建设坚强电网
特高压是国家投资,主要工作方还是电工行业给我们提供坚强设备才能让我们做这个设备,通过科研单位的研究才能给我们提供坚强的技术保障。应该说加快发展特高压输电,近期已经成为广泛的共识,大规模建设应用的序幕已经拉开。
2013年9月国务院印发《大气污染防治行动计划》,这里面有“四交五直”工程。目前淮南到南京到上海,锡盟到山东,蒙西到天津南等等,在运在建特高压线路长度超过2.2万公里。国家电网根据经济社会发展需要,这是我们自己的规划,这个需要国家的批准,我们计划分三步走,第一步2017年建成四交五直特高压工程,力争下半年核准开工“三交三直”工程。2019年建成五交八直工程。2020年建成“三华”同步电网,这个是五交八直示意图。
电力装备制造业:产能能满足需求 但质量问题不容乐观
当时给我们题目是对电工装备制造业的期望,我想简单把这个谈谈,第一个是产能方面,应该说现在我们每年变压器开关高抗各类设备要求还是很大的。但是现在看来国内装备制造业都在扩大,虽然产能能满足要求,但是现在质量方面我觉得还是不容乐观,不满大家特高压交直流系统中分别发现问题,特高压输送容量这么大,实际上我们现在面临的最大问题,如果我们是可靠的,OK,这个市场在了,无论绕多远它过来,其实在经济上都是划算的,我们把电压提高以后实际上损耗是降低,所以绕点远没关系,但是一旦质量有问题一下子一千万,800万一下子停掉了,这对我们电网冲击是最大的,这么大的输送容量不允许我们系统有很大的扰动,因此我们觉得这个主要在哪儿呢,主要在设备商,现在发生问题还是变压器和套管发生问题比较多,我觉得最近开关的情况似乎还好。近期应该说国家对设备质量问题也提出高的要求,5月19号国务院发出《中国制造2025》提出了质量强国的目标,我们这个月叫国家电网公司质量月,希望通过这个活动提高质量,我们现在觉得质量不成问题,说咱们设想一个东西把它搞出来,大家都有能力把它造出来,但是怎么造成好的这是我们面临很大问题,也是电网企业对制造行业根本的要求。我们想的这几点,一个是保持对质量的敬畏之心,我们感觉到特高压水平电厂强度这么高,我们现在每个千伏应该说到厂家集中地方到30千伏,对于开关来讲有一点毛刺马上就放电不会等你,但是一旦发现问题我们变压器一造就是大半年水平,等这台变压器等不起,现场有两个企业发现问题,一个在现场修,一个拉回厂里修,修一次3000万带来损失很大。第二个持续深入开展总结改进提升。这是老生常谈,我们掉进去河里不能再掉第二回。
第三个是保证质量管理体系的良好运转,大家觉得这个做得很好了,通过我们跟厂家接触我觉得这点做得还不够,怎么把质量管理体系每个人不是把它做一个文件挂在墙上。第四个持续保障优秀人力的资源投入。怎么能保证我们人是稳定的这是第四个问题。第三方面就是技术方面,我们虽然做了很多,但是我觉得还有很多事可以做。一个是适应未来工程建设环境,包括高抗震,解体运输特高压设备运不过去需要解体运输。特高压设备降噪、特高压GIL在一些特别困难的地方我们没法用输电线路是不是能用气体管道来做一个线路的替代方式,这个要求更高的可靠性是什么,实际上是这个意思,实际我GIL随便可以做出来但是我的可靠性能不能匹配,还有柔性的特高压交流输电技术,我们高海拔特高压设备等等。包括国产化,变压器硅钢片、出线装置、油纸绝缘套等等。这些都需要我们在技术上进一步改进提升。