特高压技术研发科学家陈维江详解为什么只有中国取得了成功Word文件下载.docx

特高压技术研发科学家陈维江详解为什么只有中国取得了成功Word文件下载.docx

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2013年，“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用项目”荣获2012年度国家科学技术进步奖特等奖。

这是由国家电网公司牵头、国内百余家电力和机械行业的科研、设计、制造单位和高校协同攻关的成果。

在主要完成50人的获奖名单中，陈维江排名第二，他的专业背景是高电压与绝缘技术，从事该技术领域的人大多知晓，在其任国网武汉高压研究院院长期间，主持研发建设了中国第一个特高压交流试验基地，主持过多项特高压交流输电关键技术研究，为中国特高压电网的建设做出了重要的知识贡献，由此奠定了在中国高电压研究领域的权威。

记者在半年内先后两次采访了陈维江。

曾经落后西方

《21世纪》：

在输电技术领域，上世纪中国与发达国家的差距有多大？

陈维江：

从世界电网的发展历程看，输电网已经有100多年历史了。

但是，就输电技术从低电压到高电压等级提升的过程看，西方国家一直领先，中国比世界发达国家首次出现更高电压等级输电网的时间都晚了20多年。

1972年6月16日，我国自行设计、自行制造设备、自行施工安装的第一条330千伏超高压输变电工程——刘（刘家峡）－天（天水）－关（关中）线路投入运行，而瑞典早在1952年就已经建成380千伏的输电工程了。

不仅如此，750千伏输电技术我们则晚了40年。

1965年加拿大最早建成麦尼夸根-魁北克市-蒙特利尔735千伏的输电工程，而我国首次全面掌握750千伏电网建设及运行技术是在2005年，建成青海官亭至甘肃兰州东输变电工程。

从规律上看，输电网电压等级提升的周期一般是多长时间？

在用电负荷持续增长的前提下，从低电压等级向高电压等级的提升周期一般是10年到20年左右。

低电压等级时间相对短一些，而高电压等级从研发到运营一般的时间尺度都要在20年左右，而从超高压到特高压则经历了接近20年的时间。

为什么中国亮起第一盏电灯只比世界第一盏电灯的诞生晚三年，而电网的建设会有20-40年的差距呢？

是的，1882年7月26日上海首次点燃15盏电灯，距1879年10月27日世界第一盏电灯的诞生时间不算长。

但是，输电技术发展及电网建设与一个国家的经济发展水平密切相关。

改革开放以来，我国电力工业发展迅速。

到2013年年底，全国发电装机容量高达12.3亿千瓦，超过美国成为世界上发电装机容量最大的国家。

电力生产不仅与经济增长呈正相关的关系，电力的发展与经济发展的轨迹吻合。

由此看来，长时间以来西方国家经济较发达，对电力生产传输的升级换代需求较旺，技术发展自然也比较快，直到2009年中国建成特高压输电工程，才开始改变这个格局。

特高压在世界各国的探索

世界首条特高压输电线路于1985年在前苏联建成，为什么没有长期运行？

你说的对。

前苏联于1985年建成从埃基巴斯图兹-科克切塔夫-库斯坦奈1150千伏特高压线路，线路全长900公里，但是仅断续运行了5年的时间，1991年苏联解体以后特高压工程下马了，由原来1150千伏降到500千伏。

有三个原因：

其一是政治原因，前苏联的解体导致这条线路已经不在俄罗斯本土，而是在哈萨克斯坦境内；

其二是经济原因，前苏联解体后，15个加盟国经济快速下滑，对电力的需求大大下降；

第三是技术原因。

不仅是设备，包括输电线路方面的技术，比如像电磁环境的控制等等不是很好。

综合因素使其降到500千伏运行。

世界各国从什么时间开始研究与建设特高压输电网？

是在20世纪的60到90年代，包括美国、日本、前苏联、意大利等，这些国家当时经济快速增长，对电力的需求旺盛，建设特高压电网有很大的动力。

但是只有前苏联建成工程，尽管后来降低了电压，而其它国家都没有建成完整的工程。

比如美国，1967年开始对1000千伏特高压输电的特性研究，当时主导这项技术研究的有美国电力公司（AmericanElectricPower，AEP）和美国邦那维尔电力公司（BonnevillePowerAdministration，BPA），他们建了一些实验设施，甚至曾经规划了工程，但是没有实施。

主要原因是遇到上个世纪70年代的石油危机。

另外，美国的能源需求的不平衡性不是很突出，对特高压远距离、大能量的传输需求随着经济增速的放缓和产业结构调整，原来所规划的特高压电网的建设和技术的应用就都搁置了。

客观地说，上个世纪美国在世界上研究特高压输电技术算是比较领先的，但是美国没有工程应用。

日本的情况呢？

日本是一个多岛小国，国土面积只有38万平方公里，对特高压远距离、大能量输送的诉求客观上没有大国的需求旺盛。

但是上个世纪日本的经济高速发展，面对日本资源短缺，上个世纪60-70年代曾规划千万千瓦的核电群项目，其负荷中心在东京湾，如果用500千伏输送，输电线路将比较密，占用的走廊面积大；

如提升输电压等级，可提高输电效率、节约土地资源。

日本基于这样的需求也研究特高压输电。

日本研发出特高压相关的设备，还建了2条同塔双回路的特高压交流线路，其中一条就是从福岛送往东京的线路。

2条输电线路约430公里，分别于1992年和1999年建成。

虽然建成了2条线路，设备也有了，但并不是完整的工程，因为变电站还是500千伏设备。

日本1000千伏特高压线路传输一直降压至500千伏等级。

其原因仍然是受经济的危机影响需求下降，原来所规划的大规模核电未付诸实施。

在福岛没有出事之前，我们曾经询问日本东京电力的同行究竟是否上特高压，当时他们还说我们尽快要上马，但是福岛核电事故以后，日本投运特高压的可能性就更小了。

意大利是不是也开展过特高压输电工程实践？

意大利在欧洲算得上工业基础强国。

通常欧洲国家的最高电压等级为380千伏，最高运行电压是400千伏。

意大利当时工业比较发达，想把南部的煤电送到北部，为此研究特高压输电技术。

他们当时选的标称电压是1050千伏，并建立了实验站，对绝缘与电磁环境特性做了一些研究，也建成了几十公里的试验线段，但是原来规划的工程没有上，还是因为经济的原因。

美国、日本加上意大利都曾经研究开发过特高压，最终由于经济原因停滞或者暂缓，或者是降低输电等级。

1988年国际大电网委员会成立了一个工作组，对世界范围内特高压输电技术的开发做过一个调研总结，其结论是：

特高压交流输电技术没有不可逾越的障碍，已经基本上达到可以应用的程度。

正是鉴于上述国家的实践，特高压在技术方面已经没有障碍。

这些国家在上个世纪70年代开展的特高压输电的研究，前提是预测未来电力需求急骤增长，如果不上新的电压等级，电网可能满足不了需要。

但是实际上70年代末这些国家经济发展变缓，电力需求量年增长只有1%～2%，因此特高压输电研究搁置，特高压计划取消，这倒是印证了经济学生产可能性曲线原理。

是的。

而中国恰恰是存在经济增长的潜力，即存在生产可能性-市场的需求。

同时，上世纪的特高压输电技术和设备均不成熟，也没有技术标准和规范。

中国特高压为何是自主创新

谈到特高压传输，听到最多的是“自主创新”。

我的问题是，在我们之前已经有欧美国家的实践，何来自主与创新？

长期以来，中国电力技术的发展，从高压到超高压输电技术研发，实际上是走了引进、吸收、消化、再创新的道路，或者叫跟踪式的发展技术路线。

关于特高压，中国到底有哪些创新？

如果按照过去的发展模式，我们是不是仍旧可以走引进、吸收、消化、再创新的技术路线呢？

回答是不可行的。

为什么？

发达国家虽然开展过特高压试验研究，苏联还建设了输电工程，但是并没有形成成熟的技术和设备，更没有完整的技术标准体系以供参考。

虽然国际大联网委员会认为已经没有障碍了，但是如果我们依旧走老路，马上遇到一个问题：

当中国建设500千伏电网时，我们还能够买到“八国联军”的设备，但是建设1000千伏电网，技术与设备从哪里引进？

我们即便是有钱，但是在国际市场买不到！

另外，虽然特高压输电技术国外研究过，但是别人的研究并不等于你就掌握了；

加之上个世纪的技术，已经同目前科学技术的进步无法相比——众多新的材料的出现，计算技术的发展，特别是输电线路对环境的敏感，已经不可能照搬。

关键是国外的技术还存在一定的缺陷，即使前苏联建成了完整的工程，当时变电站采用敞开式布置，技术显然落后了。

在这样的情况下，我们面临的技术挑战，采用引进、消化、吸收再创新的技术路线去攻克，走不通了，必然走自主创新之路。

这个技术路线非常独特，不同于高铁和大飞机，有点类似于原子弹以及航天技术研发的路线。

无论是西门子、ABB或者日本三大电气制造公司，即便他们拥有特高压设备制造技术，也不会无偿给我们。

当然，科学技术规律是无国界的，特高压技术研发的思路、方法及部分结论是可以参考的。

遗憾与庆幸同在：

当今世界上没有特高压输电的成熟技术和设备，关键参数与技术特性的获取，也只能立足于自主创新。

所以说特高压给了中国一次跨越式发展与自主创新的历史性机会。

但是其难度也是显而易见的。

中国历史上电网技术发展都是跟踪式的发展，缩短赶上世界先进水平已经很难了，而现在要超越发达国家，提升一个电压等级，这意味着要超越现有的工业基础，超越已有的技术与人才储备，全面掌握特高压的输电技术，自主研发的难度确实很大。

2004年年底，国家电网公司正式提出发展特高压输电技术，为何在短短5年后就能够建成一条特高压输电示范工程？

实际上，中国在特高压输电技术的研究领域一直跟踪着国外的技术发展，过去电力部门下属的科研单位，从1986年起，就做一些跟踪性的可行性与实验性研究，但是研究的深度和广度上都还没有达到技术适用的程度。

当2004年国家电网公司提出在中国研发和应用特高压输电技术后，组建了一支超大规模的创新团队，形成了名副其实的产学研协同攻关模式，专门成立了特高压建设部，组织上万人参与技术研发与工程建设。

除了技术跟踪之外，中国的体制具有什么样的助推作用？

为什么我们能花较短的时间实现成功，当然得益于中国的体制优势，我们的体制优越性就是集中力量办大事，特别是配置资源的能力，组织协调的力度，能够真正实践产学研协同创新，这些，俄罗斯、美国、日本、意大利同行们是无法与我们相比的。

中国特高压的建设带来哪些外部效应？

最重要的是推动中国电力技术实现重大进步，大幅提升了中国在国际电工领域的影响力和话语权。

中国建成第一条示范工程以来，共完成180项关键技术研究课题，形成专利429项，建立包含7大类79项标准的特高压交流输电标准体系，涵盖系统研究、设备制造、调试试验和运行维护等环节。

目前我国的特高压交流标准电压已被推荐为国际标准电压，国际大电网委员会（CIGRE）和美国电气电子工程师学会（IEEE）先后成立了由我国主导的9个特高压工作组，国际电工委员会（IEC）成立了特高压交流输电系统技术委员会（TC122）。

我国成为继美、德、英、法、日之后第6个国际电工委员会常任理事国，在国际标准制定的话语权和影响力显著提升。

标准化水平不仅是衡量一个企业核心竞争力的重要指标，也是衡量一个行业乃至国家核心竞争力的重要指标。

通过制定标准抢占技术制高点，已成为世界知名企业参与全球竞争、提高核心竞争力的重要途径。