2013年,特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用項(xiàng)目榮獲2012年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。這是由國(guó)家電網(wǎng)公司牽頭、國(guó)內(nèi)百余家電力和機(jī)械行業(yè)的科研、設(shè)計(jì)、制造單位和高校協(xié)同攻關(guān)的成果。
在主要完成50人的獲獎(jiǎng)名單中,陳維江排名第二,他的專業(yè)背景是高電壓與絕緣技術(shù),從事該技術(shù)領(lǐng)域的人大多知曉,在其任國(guó)網(wǎng)武漢高壓研究院院長(zhǎng)期間,主持研發(fā)建設(shè)了中國(guó)第一個(gè)特高壓交流試驗(yàn)基地,主持過多項(xiàng)特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)研究,為中國(guó)特高壓電網(wǎng)的建設(shè)做出了重要的知識(shí)貢獻(xiàn),由此奠定了在中國(guó)高電壓研究領(lǐng)域的權(quán)威。記者在半年內(nèi)先后兩次采訪了陳維江。
曾經(jīng)落后西方
在輸電技術(shù)領(lǐng)域,上世紀(jì)中國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距有多大?
陳維江:從世界電網(wǎng)的發(fā)展歷程看,輸電網(wǎng)已經(jīng)有100多年歷史了。但是,就輸電技術(shù)從低電壓到高電壓等級(jí)提升的過程看,西方國(guó)家一直領(lǐng)先,中國(guó)比世界發(fā)達(dá)國(guó)家首次出現(xiàn)更高電壓等級(jí)輸電網(wǎng)的時(shí)間都晚了20多年。1972年6月16日,我國(guó)自行設(shè)計(jì)、自行制造設(shè)備、自行施工安裝的第一條330千伏超高壓輸變電工程劉(劉家峽)-天(天水)-關(guān)(關(guān)中)線路投入運(yùn)行,而瑞典早在1952年就已經(jīng)建成380千伏的輸電工程了。不僅如此,750千伏輸電技術(shù)我們則晚了40年。1965年加拿大最早建成麥尼夸根-魁北克市-蒙特利爾735千伏的輸電工程,而我國(guó)首次全面掌握750千伏電網(wǎng)建設(shè)及運(yùn)行技術(shù)是在2005年,建成青海官亭至甘肅蘭州東輸變電工程。
從規(guī)律上看,輸電網(wǎng)電壓等級(jí)提升的周期一般是多長(zhǎng)時(shí)間?
陳維江:在用電負(fù)荷持續(xù)增長(zhǎng)的前提下,從低電壓等級(jí)向高電壓等級(jí)的提升周期一般是10年到20年左右。低電壓等級(jí)時(shí)間相對(duì)短一些,而高電壓等級(jí)從研發(fā)到運(yùn)營(yíng)一般的時(shí)間尺度都要在20年左右,而從超高壓到特高壓則經(jīng)歷了接近20年的時(shí)間。
為什么中國(guó)亮起第一盞電燈只比世界第一盞電燈的誕生晚三年,而電網(wǎng)的建設(shè)會(huì)有20-40年的差距呢?
陳維江:是的,1882年7月26日上海首次點(diǎn)燃15盞電燈,距1879年10月27日世界第一盞電燈的誕生時(shí)間不算長(zhǎng)。但是,輸電技術(shù)發(fā)展及電網(wǎng)建設(shè)與一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)。改革開放以來,我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展迅速。到2013年年底,全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量高達(dá)12.3億千瓦,超過美國(guó)成為世界上發(fā)電裝機(jī)容量最大的國(guó)家。電力生產(chǎn)不僅與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)呈正相關(guān)的關(guān)系,電力的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的軌跡吻合。由此看來,長(zhǎng)時(shí)間以來西方國(guó)家經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá),對(duì)電力生產(chǎn)傳輸?shù)纳?jí)換代需求較旺,技術(shù)發(fā)展自然也比較快,直到2009年中國(guó)建成特高壓輸電工程,才開始改變這個(gè)格局。
特高壓在世界各國(guó)的探索
世界首條特高壓輸電線路于1985年在前蘇聯(lián)建成,為什么沒有長(zhǎng)期運(yùn)行?
陳維江:你說的對(duì)。前蘇聯(lián)于1985年建成從;退箞D茲-科克切塔夫-庫斯坦奈1150千伏特高壓線路,線路全長(zhǎng)900公里,但是僅斷續(xù)運(yùn)行了5年的時(shí)間,1991年蘇聯(lián)解體以后特高壓工程下馬了,由原來1150千伏降到500千伏。有三個(gè)原因:其一是政治原因,前蘇聯(lián)的解體導(dǎo)致這條線路已經(jīng)不在俄羅斯本土,而是在哈薩克斯坦境內(nèi);其二是經(jīng)濟(jì)原因,前蘇聯(lián)解體后,15個(gè)加盟國(guó)經(jīng)濟(jì)快速下滑,對(duì)電力的需求大大下降;第三是技術(shù)原因。不僅是設(shè)備,包括輸電線路方面的技術(shù),比如像電磁環(huán)境的控制等等不是很好。綜合因素使其降到500千伏運(yùn)行。
世界各國(guó)從什么時(shí)間開始研究與建設(shè)特高壓輸電網(wǎng)?
陳維江:是在20世紀(jì)的60到90年代,包括美國(guó)、日本、前蘇聯(lián)、意大利等,這些國(guó)家當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng),對(duì)電力的需求旺盛,建設(shè)特高壓電網(wǎng)有很大的動(dòng)力。但是只有前蘇聯(lián)建成工程,盡管后來降低了電壓,而其它國(guó)家都沒有建成完整的工程。
比如美國(guó),1967年開始對(duì)1000千伏特高壓輸電的特性研究,當(dāng)時(shí)主導(dǎo)這項(xiàng)技術(shù)研究的有美國(guó)電力公司(AmericanElectricPower,AEP)和美國(guó)邦那維爾電力公司(BonnevillePowerAdministration,BPA),他們建了一些實(shí)驗(yàn)設(shè)施,甚至曾經(jīng)規(guī)劃了工程,但是沒有實(shí)施。主要原因是遇到上個(gè)世紀(jì)70年代的石油危機(jī)。另外,美國(guó)的能源需求的不平衡性不是很突出,對(duì)特高壓遠(yuǎn)距離、大能量的傳輸需求隨著經(jīng)濟(jì)增速的放緩和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,原來所規(guī)劃的特高壓電網(wǎng)的建設(shè)和技術(shù)的應(yīng)用就都擱置了?陀^地說,上個(gè)世紀(jì)美國(guó)在世界上研究特高壓輸電技術(shù)算是比較領(lǐng)先的,但是美國(guó)沒有工程應(yīng)用。
日本的情況呢?
陳維江:日本是一個(gè)多島小國(guó),國(guó)土面積只有38萬平方公里,對(duì)特高壓遠(yuǎn)距離、大能量輸送的訴求客觀上沒有大國(guó)的需求旺盛。但是上個(gè)世紀(jì)日本的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,面對(duì)日本資源短缺,上個(gè)世紀(jì)60-70年代曾規(guī)劃千萬千瓦的核電群項(xiàng)目,其負(fù)荷中心在東京灣,如果用500千伏輸送,輸電線路將比較密,占用的走廊面積大;如提升輸電壓等級(jí),可提高輸電效率、節(jié)約土地資源。日本基于這樣的需求也研究特高壓輸電。
日本研發(fā)出特高壓相關(guān)的設(shè)備,還建了2條同塔雙回路的特高壓交流線路,其中一條就是從福島送往東京的線路。2條輸電線路約430公里,分別于1992年和1999年建成。雖然建成了2條線路,設(shè)備也有了,但并不是完整的工程,因?yàn)樽冸娬具是500千伏設(shè)備。日本1000千伏特高壓線路傳輸一直降壓至500千伏等級(jí)。其原因仍然是受經(jīng)濟(jì)的危機(jī)影響需求下降,原來所規(guī)劃的大規(guī)模核電未付諸實(shí)施。在福島沒有出事之前,我們?cè)?jīng)詢問日本東京電力的同行究竟是否上特高壓,當(dāng)時(shí)他們還說我們盡快要上馬,但是福島核電事故以后,