劉振亞新書(shū)《特高壓交直流電網(wǎng)》是“大能源觀”的生動(dòng)實(shí)踐總結(jié)
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《特高壓交直流電網(wǎng)》是一本全面總結(jié)我國(guó)在特高壓電網(wǎng)建設(shè)方面所取得的研究成果、理論創(chuàng)新和工程實(shí)踐的著作。12月6日,該書(shū)在北京首發(fā),得到了有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、專家和媒體記者的高度評(píng)價(jià)。
翻閱全書(shū)可以看出,作者是在經(jīng)過(guò)十多年的探索實(shí)踐和研究后,以一種強(qiáng)烈的責(zé)任感總結(jié)梳理了中國(guó)特高壓電網(wǎng)建設(shè)的科技成就和創(chuàng)新實(shí)踐?;谥袊?guó)能源轉(zhuǎn)型和電網(wǎng)發(fā)展的重大課題,作者放眼全世界,回顧了電網(wǎng)發(fā)展的歷程、現(xiàn)狀和趨勢(shì),總結(jié)出電網(wǎng)在現(xiàn)代能源供應(yīng)體系中發(fā)揮著不可替代的作用,并提出建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是解決能源和電力發(fā)展深層次矛盾的治本之策,是滿足各類大型能源基地和新能源大規(guī)模發(fā)展的迫切需要。
回顧百年電網(wǎng)史
探尋能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向
中國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與日益枯竭的化石能源和環(huán)境惡化之間的矛盾日益突出,這些現(xiàn)實(shí)觸發(fā)了作者對(duì)中國(guó)能源轉(zhuǎn)型和電網(wǎng)發(fā)展的深入思考。
能源是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基本保障。隨著全球資源緊張、氣候變化問(wèn)題日益加劇,資源和環(huán)境對(duì)能源發(fā)展的約束越來(lái)越強(qiáng)。如何以新一輪能源革命為契機(jī),加快能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,保障能源安全、高效、清潔供應(yīng),是世界各國(guó)面臨的共同挑戰(zhàn)。
《特高壓交直流電網(wǎng)》通過(guò)回顧總結(jié)世界電網(wǎng)百余年的發(fā)展歷程,得出電網(wǎng)一直按電壓等級(jí)由低到高、聯(lián)網(wǎng)規(guī)模由小到大、資源配置能力由弱到強(qiáng)發(fā)展的客觀規(guī)律,認(rèn)為從本世紀(jì)初開(kāi)始,建設(shè)具有跨國(guó)和跨洲電力配置能力、靈活適應(yīng)新能源發(fā)展和多樣化需求服務(wù)的現(xiàn)代電網(wǎng)體系——堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),成為世界電網(wǎng)發(fā)展的方向和戰(zhàn)略選擇。
能源問(wèn)題十分復(fù)雜,涉及能源政策、能源科技、能源市場(chǎng)、能源環(huán)境等諸多方面。《特高壓交直流電網(wǎng)》認(rèn)為,要解決好能源問(wèn)題,應(yīng)當(dāng)樹(shù)立“大能源觀”,以全球化視野、可持續(xù)理念、戰(zhàn)略性舉措、創(chuàng)新性技術(shù)著力轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式,統(tǒng)籌能源與經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)由高碳轉(zhuǎn)向低碳、能源利用由粗放轉(zhuǎn)向集約、能源配置由局部地區(qū)轉(zhuǎn)向全球范圍、能源服務(wù)由單向供給轉(zhuǎn)向智能互動(dòng),構(gòu)建以安全、高效、清潔發(fā)展為目標(biāo)的現(xiàn)代能源保障體系。
新世紀(jì)以來(lái),世界能源開(kāi)發(fā)利用規(guī)模不斷增大,新能源開(kāi)發(fā)利用持續(xù)快速發(fā)展,能源結(jié)構(gòu)多元化趨勢(shì)明顯。電能是安全、優(yōu)質(zhì)、高效、清潔的二次能源。用電能替代化石能源在能源終端消費(fèi)中的份額已成為能源發(fā)展的重要趨勢(shì)。電網(wǎng)是電能傳輸、資源配置、市場(chǎng)交易、客戶服務(wù)的基本載體,要實(shí)現(xiàn)安全、高效、清潔的能源發(fā)展目標(biāo),就要充分發(fā)揮電網(wǎng)的能源轉(zhuǎn)換和資源配置作用,推動(dòng)以電為中心的能源發(fā)展思路,促進(jìn)一次能源多元化,這是能源可持續(xù)發(fā)展的必由之路。
建設(shè)特高壓電網(wǎng)
順應(yīng)電網(wǎng)和能源發(fā)展趨勢(shì)
《特高壓交直流電網(wǎng)》通過(guò)深入總結(jié)分析電網(wǎng)和能源發(fā)展規(guī)律認(rèn)為,不管世界各國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、能源資源稟賦和電網(wǎng)發(fā)展階段有多大不同,但對(duì)電網(wǎng)“堅(jiān)強(qiáng)”和“智能”的要求是共同的。中國(guó)要解決東中部地區(qū)負(fù)荷中心能源緊缺的問(wèn)題,減少環(huán)境污染,發(fā)展新能源,實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型,關(guān)鍵是建立以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、以智能化為核心的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),在更大范圍內(nèi)優(yōu)化能源配置,才能保證電力安全、高效、清潔供應(yīng),滿足客戶多樣化需求,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供保障。
新形勢(shì)下,作為能源領(lǐng)域的重要骨干企業(yè),國(guó)家電網(wǎng)公司面臨著如何保障電能供應(yīng)、如何保證電網(wǎng)科學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇和嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
我國(guó)76%的煤炭資源分布在北部和西北部地區(qū),80%的水能資源在西南部地區(qū),陸地風(fēng)能主要集中在西北、東北和華北北部,而70%以上的能源需求來(lái)自東中部地區(qū)。隨著煤炭開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)逐步西移和北移,西部水電大規(guī)模集約化開(kāi)發(fā)利用,電力發(fā)展方式正在加快轉(zhuǎn)變,由就地平衡發(fā)展模式轉(zhuǎn)變?yōu)榇箅娋W(wǎng)聯(lián)網(wǎng)供電模式。東部地區(qū)由于環(huán)境壓力大、運(yùn)輸成本高、土地資源緊張,已不適宜再大規(guī)模建設(shè)燃煤電廠,客觀上決定了我國(guó)能源和電力發(fā)展必須走遠(yuǎn)距離、大規(guī)模輸電和全國(guó)范圍優(yōu)化資源配置的道路。大型能源基地與東中部地區(qū)負(fù)荷中心之間的輸電距離為1000~3000千米,超出傳統(tǒng)超高壓輸電線路的經(jīng)濟(jì)輸送距離,這就要求電力能夠經(jīng)濟(jì)高效地大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送和大范圍消納。特高壓電網(wǎng)承擔(dān)著將西北、東北、蒙西、川西、西藏及境外電力輸送至我國(guó)東中部地區(qū)負(fù)荷中心的重要職能。
《特高壓交直流電網(wǎng)》提出,建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是解決能源和電力發(fā)展深層次矛盾的治本之策,是滿足各類大型能源基地和新能源大規(guī)模發(fā)展的迫切需要。通過(guò)以特高壓為特征的大電網(wǎng)接入水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等電源,構(gòu)建多能互補(bǔ)的配置平臺(tái),推動(dòng)綠色、清潔能源大發(fā)展,減少碳排放,是建設(shè)美麗中國(guó)切實(shí)可行的措施和必然選擇。
努力探索和實(shí)踐
開(kāi)啟電網(wǎng)建設(shè)的新紀(jì)元
《特高壓交直流電網(wǎng)》從特高壓交直流輸電的電壓等級(jí)選擇、網(wǎng)架構(gòu)建、系統(tǒng)特性、過(guò)電壓與絕緣配合、電磁環(huán)境、設(shè)備研制、工程建設(shè)和技術(shù)應(yīng)用等方面,分專業(yè)闡述了中國(guó)特高壓輸電技術(shù)的科技創(chuàng)新和工程實(shí)踐成果,總結(jié)了特高壓工程技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
2009年1月,我國(guó)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和建設(shè)的1000千伏晉東南—南陽(yáng)—荊門(mén)特高壓交流試驗(yàn)示范工程建成并正式投入商業(yè)運(yùn)行。這是迄今為止世界上電壓等級(jí)最高、輸送能力最大、技術(shù)水平最先進(jìn)的特高壓交流輸變電工程。2010年7月,向家壩—上海±800千伏特高壓直流輸電示范工程建成并正式投入商業(yè)運(yùn)行。特高壓交直流輸電示范工程的建成投運(yùn)和穩(wěn)定運(yùn)行,全面驗(yàn)證了發(fā)展特高壓輸電的可行性、安全性、經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)越性。
2011年4月,特高壓交流試驗(yàn)示范工程獲中國(guó)工業(yè)大獎(jiǎng),這項(xiàng)工程被國(guó)際大電網(wǎng)組織譽(yù)為“一個(gè)偉大的技術(shù)成就”。2013年2月,“特高壓交流輸電技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用”榮獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng),中國(guó)成為擁有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),同時(shí)也是世界上唯一掌握這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。國(guó)際電工委員會(huì)評(píng)價(jià)認(rèn)為,中國(guó)建成世界上電壓等級(jí)最高、輸電能力最強(qiáng)的交流輸電工程,是“電力工業(yè)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑”,確立了中國(guó)在特高壓輸電領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位。
目前,中國(guó)特高壓電網(wǎng)建設(shè)取得了豐碩成果:建成特高壓交流、特高壓直流、高海拔、工程力學(xué)四個(gè)試驗(yàn)基地和大電網(wǎng)仿真、直流成套設(shè)計(jì)兩個(gè)研發(fā)中心,形成功能齊全的特高壓、大電網(wǎng)試驗(yàn)研究體系,全面掌握特高壓交直流輸電核心技術(shù)和整套設(shè)備制造能力;在特高壓交直流輸變電、大電網(wǎng)控制保護(hù)、智能電網(wǎng)、清潔能源接入等領(lǐng)域取得一批世界級(jí)創(chuàng)新成果;建立了特高壓與智能電網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,已制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)363項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)145項(xiàng)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)66項(xiàng),編制國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)19項(xiàng),中國(guó)的特高壓交流電壓成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)電壓;國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)將高壓直流、大容量可再生能源接入電網(wǎng)等4個(gè)分技術(shù)委員會(huì)秘書(shū)處設(shè)在國(guó)家電網(wǎng)公司。中國(guó)特高壓輸電工程的成功建設(shè),樹(shù)立了世界電網(wǎng)發(fā)展新的里程碑,開(kāi)啟了以特高壓為最高電壓等級(jí)電網(wǎng)建設(shè)的新紀(jì)元,在電網(wǎng)科技領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了“中國(guó)引領(lǐng)”和“中國(guó)創(chuàng)造”,完成了從追趕到超越的歷史性轉(zhuǎn)變。
著眼未來(lái)能源供需
特高壓發(fā)展前景廣闊
隨著全球能源供需矛盾日益突出和能源布局深刻變化,特高壓電網(wǎng)在構(gòu)建國(guó)家級(jí)電網(wǎng)及跨地區(qū)、跨國(guó)乃至跨洲能源通道中的作用將更加重要,發(fā)展前景廣闊。
據(jù)預(yù)測(cè),2020年,國(guó)家電網(wǎng)公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域內(nèi)的東中部12個(gè)受電?。ㄊ校┬枰獜膮^(qū)外受進(jìn)電力達(dá)3.5億千瓦,風(fēng)電和太陽(yáng)能等裝機(jī)容量將分別達(dá)到2億千瓦和5000萬(wàn)千瓦,這對(duì)電網(wǎng)的遠(yuǎn)距離、大容量電能輸送和間歇性清潔能源消納的能力提出更高要求。根據(jù)規(guī)劃,國(guó)家電網(wǎng)公司將建成“五縱五橫”特高壓交流網(wǎng)架和27項(xiàng)特高壓直流輸電工程,具備4.5億千瓦電能大范圍配置能力,滿足輸送5.5億千瓦清潔能源的需求,每年可消納清潔能源1.7萬(wàn)億千瓦時(shí),替代原煤7億噸,減排二氧化碳14億噸、二氧化硫390萬(wàn)噸。
《特高壓交直流電網(wǎng)》指出,隨著特高壓輸電等先進(jìn)技術(shù)的全面推廣應(yīng)用,電網(wǎng)不僅是傳統(tǒng)意義上的電能輸送載體,還是功能強(qiáng)大的能源轉(zhuǎn)換、高效配置和互動(dòng)服務(wù)平臺(tái)。作者認(rèn)為與現(xiàn)有電網(wǎng)相比,未來(lái)電網(wǎng)的使命將發(fā)生重大變化:大規(guī)模新能源電力的輸送網(wǎng)絡(luò),具有接納大規(guī)??稍偕茉措娏Φ哪芰Γ混`活、高效的能源配置和供應(yīng)系統(tǒng),建立用戶需求響應(yīng)機(jī)制,分布式電源和儲(chǔ)能將改變終端用電模式,電能將在電網(wǎng)和用戶間雙向流動(dòng),大幅度提高終端能源利用效率;安全、可靠的智能能源網(wǎng)絡(luò),具有極高的供電可靠性,基本排除大面積停電的風(fēng)險(xiǎn);覆蓋城鄉(xiāng)的能源、電力、信息的物聯(lián)網(wǎng)和綜合服務(wù)體系,實(shí)現(xiàn)“多網(wǎng)合一”,成為能源、信息的雙重載體。
在未來(lái),通過(guò)特高壓電網(wǎng)這個(gè)平臺(tái),能夠?qū)⒚禾?、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、核能、生物質(zhì)能、潮汐能等一次能源轉(zhuǎn)換為電能,實(shí)現(xiàn)多能互補(bǔ)、協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)、合理利用;能夠連接大型能源基地和負(fù)荷中心,實(shí)現(xiàn)電力遠(yuǎn)距離、大規(guī)模、高效率輸送,在更大范圍內(nèi)優(yōu)化能源配置;能夠與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動(dòng)終端等相互融合,滿足客戶多樣化需求,服務(wù)智能家居、智能社區(qū)、智能交通、智慧城市發(fā)展,是我國(guó)未來(lái)的能源互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。
《特高壓交直流電網(wǎng)》兼具基礎(chǔ)性、理論性和實(shí)踐性,全書(shū)采用理論與實(shí)證相結(jié)合的研究方法,提出了一系列重要?jiǎng)?chuàng)新觀點(diǎn),尤其是中國(guó)特高壓交直流電網(wǎng)的構(gòu)建設(shè)想及其論證分析,對(duì)深化我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略研究,理清電網(wǎng)發(fā)展思路,加快建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng),具有重要的參考和借鑒意義。