2008年10月7日，晉東南-河南南陽-湖北荊門的1000千伏特高壓交流試驗示范工程輸電線路工程竣工預驗收順利結束，12月底，該項目將進入調試階段并隨后正式投產。而四川—上海±800千伏特高壓直流示范工程也將于2009年投產。
為了建設這兩條世界上罕見的特高壓輸電線路，國家電網公司投入了大量的人力物力，從而大大帶動了中國電力設備自主創新的進程，打破了一直被國外設備主導的市場格局。這一點也正是政府部門批準特高壓項目上馬的關鍵考量。
“這兩個項目已經成為中國和世界上高電壓輸電技術的主戰場”，國家電網特高壓建設部副主任劉澤洪告訴《中國投資》。
在北京昌平區占地390多畝的特高壓直流試驗基地上，矗立著銀色的塔架高舉著球形的試驗裝置。這座由中國電力科學院自主研發的戶外試驗場上，不久前剛剛進行了世界高壓史上首次4845kV的操作沖擊電壓試驗。
當試驗電流從裝置中通過時，3年來一直在這里工作的工程師不禁落淚。一位外國高壓專家感慨道：“中國人實現了國際高壓界想做而一直沒有做到的事情”。
這座特高壓直流試驗基地正是為2009年即將投產的四川—上海±800千伏特高壓直流示范工程進行試驗而建立的，包括世界上最大的污穢和環境試驗室以及電磁環境模擬試驗室。
根據中國電力科學院公布的數據，特高壓交流試驗示范工程的綜合國產化率超過75%，超出國家發改委規定的70%，而直流示范工程主設備除直流場和部分高端換流變外，全部由國內廠家供貨。
特高壓大電網
在我國，特高壓是指交流1000千伏和直流±800千伏的電壓等級。特高壓能大大提升我國電網的輸送能力。據國家電網公司提供的數據顯示，一回路特高壓直流電網可以送600萬千瓦電量，相當于現有500千伏直流電網的5-6倍，而且送電距離也是后者的2-3倍，因此效率大大提高。此外，據國家電網公司測算，輸送同樣功率的電量，如果采用特高壓線路輸電可以比采用500千伏超高壓線路節省60%的土地資源。
劉澤洪是特高壓項目的堅定支持者：“中國與歐美不同，未來電網建設增量非常大，要求建設速度也快，如果不上特高壓，會有很多工程建設，形成蜘蛛網一樣的密集電網，從系統上講不穩定，而且同樣耗費大量投資。在長距離輸電上，特高壓正好可以解決上述問題”。
中國的能源結構主要以水電和火電為主，而水電多集中在西南地區，火電集中在西北地區，電源大多位于用電負荷遠方，這種情況短期內很難改變。這就意味著平均距離700-3000公里的一次性能源的輸送，具有大規模、長距離輸電的需要。
中國電科院院長張文亮認為，電力資源和電力市場分布不均的情況需要特高壓，“這是毋庸置疑的”。
目前，國家正在建設晉陜蒙寧煤電基地，能源基地必然要配套對外輸出通道，因此，跨越500多公里的山西—荊門的交流示范工程，也就是即將投產的交流線路，連接了華北和華中電網，可以使電力高效地輸出。
中國電力科學院專家印永華告訴《中國投資》，該項目建成后，還可以實現南北的水電、火電互濟，可以在南方枯水期，進行北電南送，反之則南電北送。
隨著交流特高壓項目即將投產，劉澤洪目前的主要工作已經從交流特高壓轉向直流特高壓，他表示，未來國家電網還要上±1000千伏的直流特高壓。
國家電網公司正在投資興建的世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠的電力工程——四川—上海±800千伏特高壓直流示范工程，全程長達2000公里。正如貫穿南北的交流線路一樣，這條橫貫中國東部和西部的特長輸電線路，也是以西南部正在開發的大型水電工程為契機而建設的。
西南部金沙江流域向家壩、溪洛渡水電站是世界矚目的大型電力工程，建成后電力將通過這條線路源源不斷地輸送到東部電力緊缺地區，中國的東部地區長久以來的電力緊張問題將得到解決。
兩條線路加起來，輸送能力將達到2.6億千瓦時。這兩條特高壓線路只是國家電網雄心中的第一步。按照國家電網公司的規劃，以這兩條線路為基礎，到2020年，要形成以華北、華東、華中為核心的特高壓電網，屆時聯結各大區域電網、大煤電基地、大水電基地將和中國的主要電力消費中心的特高壓線路形成一個相互貫通的大電網。
交流、直流各有優勢
一些專家主張在遠距離輸電上只采用直流輸電，而不用交流特高壓。其理由是，水電和煤電的遠距離輸送，都可以采用最安全、最經濟、最實用可靠又有充分把握的直流輸電去實現。此外，交流的輸電經濟性不如直流輸電，而且直流線路對人體的影響極小。
國外曾經對交流特高壓開展過廣泛的研究和試驗，但至今沒有實現商業運行。比如俄羅斯和日本，在建設了交流特高壓后，由于設備和絕緣承受1000千伏以上高電壓的實際難度和代價太高，因此一直將其降到500千伏運行。
劉澤洪回應說，直流特高壓有其局限性，未來并不會代替交流特高壓。直流特高壓解決的是遠距離如2000公里的輸送問題，而交流電網是直流電網的基礎，因為電源發的電都是交流的，而且交流電網對防災抗災更有利。
張文亮也指出，交流和直流其實各有優勢，交流特高壓適用于骨干電網的建設和聯網，直流特高壓適用于從大型水電火電基地遠距離輸送電力。直流輸電通常只能實現點對點的輸送，就像直達快車一樣，而交流特高壓聯網以后，電力傳輸和交換十分靈活，可以結合中途落點向沿途地區供電，還可發揮區域負荷錯峰的作用等。
更重要的一點是，最終上馬的特高壓項目承擔了國家裝備制造業自主創新的重要任務，國家發改委副主任張國寶曾經表示，“建設特高壓輸電工程，是十一五期間電力工業發展的需要，實現了輸電技術向更高水平發展的探索，也為我國裝備制造業的發展提供了難得的機遇，使輸變電設備的設計和制造技術登上了一個新臺階”。
國家對特高壓研發也給與了資金和政策的支持。據悉，其中，科技部“特高壓輸變電系統開發與示范”項目總投資44840萬元，其中國撥資金9000萬元，自籌35840萬元。正是從國家到企業的積極應對，讓特高壓項目促成了技術裝備的迅速成長。
4項重大考驗
11月初，國家電網公司提出的特高壓直流輸電系統線路融冰方法，獲得了國家知識產權局授予的發明專利權。據介紹，該方法能保證直流輸電系統在正常輸電狀態和融冰狀態之間進行切換，只需增加少量設備，即可在不停電的情況下實現主動融冰的功能。
這種方法將首先應用于向家壩—上海±800千伏特高壓直流示范工程中。該工程線路穿越四川、重慶、湖南、湖北等8省市、多個氣象區。采用這種融冰方法，可節約投資近7億元，并有效提高輸電系統的運行可靠性。
劉澤洪表示，特高壓的技術考驗主要來自4個方面：對電力系統的挑戰、環境影響、絕緣挑戰以及經濟性。這些挑戰都在示范工程中逐一應對。“我們主要立足國內的技術解決這些問題，而且也解決得比較好”。
其中，電力系統的壓力不僅來自于技術層面，還來自于心理層面。“過去我們每面臨一個高電壓工程，都會引起系統的壓力和心理的壓力。”而環境方面，“很多人都關心特高壓會給環境帶來影響，但我們都處理得比較好。”
環境的影響主要表現在數萬公里的線路上，一是對地面資產的影響，通過將線路抬高解決，還有一個是無線電干擾，為此，“我們把導線復雜化，截面積做大”，劉澤洪說。此外，當前特高壓60%的故障都是雷擊，線路防雷問題是特高壓的特殊問題，主要依靠絕緣材料的研發來解決。
不過，特高壓最大問題是絕緣，主要的風險來自變壓器的絕緣和運輸的挑戰。“7月份我們的變壓器通過了試驗。”
為了應對這些挑戰，國家電網邀請了幾乎所有國內的專家，先后進行了200多項課題。現在，特高壓試驗示范工程的設備采購已經可以全部立足于國內，變壓器和高壓電抗器供貨實現完全自主開發、自主設計、自主制造。
“特高壓工程已經使中國變壓器和高抗的制造能力處于世界領先水平，使國內開關企業掌握了特高壓開關的核心技術，制造能力和技術水平大幅提升，實現了跨越式發展，并可以反哺500千伏和750千伏開關制造”，劉澤洪介紹。
這也意味著創造了巨大的商機。事實上，電網建設的成本最主要投資在于電力設備采購，據了解，特高壓主設備全部面向內資控股企業采購，因此特高壓電網的建設也為裝備制造業發展提供了重要機遇，僅直流特高壓總造價180億的項目，就給中國裝備制造業帶來70億的訂購大單。
盡量降低投資成本
“說到底，所有的技術問題其實都是經濟問題。一些技術問題當然可以解決，但是當前解決的成本較高”，劉澤洪說,“通過我們的工程實踐，在保證環境友好的前提下，盡可能降低資金投入”。
根據國家電網之前的估算，到2020年，中國在特高壓電網上的投入可能達到約4060億元，其中交流為2560億元，直流為1500億元，這相當于2個三峽工程的投資。
其中，晉東南-河南南陽-湖北荊門1000千伏特高壓交流試驗工程投資約80億元，而四川—上海±800千伏特高壓直流示范工程則高達180多億投資。
據介紹，直流示范工程大部分投資集中在兩個換流站，兩個換流站的投資高達120億。
“在進行直流運輸之前，需要把電流進行轉換，如將煤的液化和氣化一樣，以方便運輸。電流在四川復龍換流站轉換之后，通過2000公里的線路，到達上海奉賢換流站再換回來”，劉澤洪介紹。
因此，當初雖然特高壓已列入國家中長期科技發展規劃綱要、加快振興裝備制造業的若干意見和應對氣候變化的國家方案，但是，國家在特高壓項目的審批上一直比較謹慎。而國家發改委在項目的批復中曾要求“國家電網公司作為項目法人，以自有資金出資建設”。
對此，劉澤洪表示，雖然特高壓的投資數額很大，但相對國家電網公司的發展水平，只占到每年投資額的一成多，目前國家電網一年的投資額大概在2000億元左右。
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