特高压交流输电的关键技术(我国特高压输电技术实现从“跟跑”到“领跑”的跨越)

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从高参数、大容量火电机组，到远距离、特高压交直流输变电，从方兴未艾的新能源，到如火如荼的信息化建设，改变世界的创新之花在中国一次次绽放，赢得未来的创新激情在中国被一次次点燃。

70年来,我国电力工业飞速发展,发电装机容量增长超过1000倍,发电量增长超过1600倍；35千伏及以上输配电线路长度较之前全部线路长度增长超过280倍。一座座变电站拔地而起，一基基铁塔直指蓝天，一条条“银线”穿山越岭。这是我国70年电力建设成就的见证，也饱含着中国能建规划设计集团70年的智慧与汗水。

岁月流转,新中国与时光携手70载春秋,也与电结伴同行70个年头。遥望70年前，在大规模国民经济恢复建设大潮中，新中国第一家电力勘察设计单位―――中国能建规划设计集团东北院成立，开启了我国电力规划设计事业的光辉历程。

如今，随着我国首个海上风电柔性直流输电项目――如东海上风电柔性直流输电示范项目的正式开工，我国海上风电柔性直流输电的时代正在到来。七十载纵横捭阖、挥斥方遒，中国能建规划设计集团在电网输变电技术领域打拼出了一块金字招牌，在上面镌刻着的是我国电网输变电技术从起步到发展，从壮大到繁荣，从追赶到领跑的发展轨迹。

从“零”到“一” “高压输电”迈出第一步

1月29日，中国电力企业联合会在京召开《2018~2019年度全国电力供需形势分析预测报告》新闻发布会，预计2019年底全国发电装机容量约20亿千瓦、同比增长5.5%左右。谁曾想，新中国成立初期，全国发电装机容量仅为185万千瓦，电网最高电压等级110千伏，35千伏及以上变电容量346万千伏安，35千伏及以上送电线路（含20千伏）6475千米，电力设施、电力输送、电力建设能力几近为零。

1953年7月25日，我国自行设计的第一条220千伏松东李输电线路工程破土动工，1954年1月23日正式竣工，从此,中国开始了220千伏电网的建设，而220千伏作为当时国际上高压输电线路实际应用中的最高等级，世界上仅美国、前苏联等少数几个国家具有独立设计、建设的能力。

1972年，我国自行设计、自行建设的第一条330千伏超高压输电线路刘家峡至天水至关中输电工程线路带电投运，首次实现了中国电网从220千伏到330千伏的升级跨越，是全国电力工业开始向超高压、远距离、大容量传输发展的里程碑，为我国日后超高压输变工程的发展奠定了坚实的基础。

自此，我国迈出了“高压输电”的第一步。

从一到百 “超高压”点亮版图

翻开我国电力版图，有一条从河南省中西部出发，一路向南蜿蜒至湖北省境内的超高压线路格外引人注目，这就是我国首条500千伏交流输变电工程――平武超高压输变电工程。1981年12月，伴随着改革开放的步伐和时代发展的需要，由中国能建规划设计集团中南院（简称“中南院”）主要承担设计完成的500千伏平武超高压输变电工程正式投运，自此开启了中国超高压电网元年。

1990年10月，由中南院主要承担设计完成的葛洲坝至上海直流输电工程投入运行，作为我国第一条±500千伏直流输电工程，拉开了我国超高压直流输电时代的序幕。

在超高压电网建设过程中，不得不说世界上覆盖面积最广、受惠人口最多、建设规模最大的三峡输变电工程。超高压跨越千里的三峡输变电工程的建成，标志着一个巨大的三峡电网在我国中部崛起，奠定了我国以三峡电力系统为中心的全国联网格局。

作为世界上规模最大的直流送端系统，三峡输变电工程在距三峡水电站100千米范围内，建成了龙泉、江陵、宜都、团林等4座换流站，跨越千里在西东部之间建立起一条电力运输“高速路”，技术、设备和运行水平均达到国际先进水平。中国能建规划设计集团依托工程建设开展了诸多自主创新，实现了输电线路三峡船闸和长江大跨越，更是使我国±500千伏直流输电技术和设备制造，实现了由完全依赖进口到全面国产化的跨越。

从我国首条500千伏交流输变电工程，到2005年我国首个750千伏电压等级的超高压输变电工程――750千伏官亭―兰州东输变电示范工程，再到2009年建设规模位居亚洲第一、世界第二的500千伏超高压、长距离、大容量的跨海联网工程――南方主网与海南电网联网跨越琼州海峡500千伏海底电缆工程。

从我国第一条±500千伏直流输电工程，到2010年世界首个±660千伏直流输电工程――宁东―山东±660千伏直流输电示范工程，再到2012年我国第一条高海拔、高寒区直流输电工程――青海―西藏±400千伏直流输电工程。

经过多年跨越式的发展，中国超高压输变电技术及其工程应用已经得到飞速发展，从电压等级、输送容量、装备技术等方面都不断创造了新的记录，实现了超高压电压等级全覆盖，实现了超高压输电从陆地到海上的全面“联通”。

伴随着超高压电网的建设，中国能建规划设计集团掌握了系统研究、交直流变电站（换流站）、交直流线路等方面的核心技术，设计手段和设计能力实现了从“手工制图”到“计算机二维制图”再到“三维设计”的大幅提升。

从“百”到“无限” “特高压”铸就国家“金名片”

如果说，中国超高压输电技术的发展迅速令人惊叹；那么，“特高压”输电技术的兴起则创造了世界电力工业史上的奇迹。

2005年，随着建设特高压电网战略构想的提出，作为中国电网不断实现跨越式发展的动力之源，“技术创新”和“管理创新”爆发出勃勃生机。

2009年和2010年，世界首条交流特高压输电工程――1000千伏晋东南―南阳―荆门特高压交流试验示范工程和首条直流特高压输电工程――±800千伏云南至广东特高压直流试验示范工程分别投入商业运行，标志着我国在特高压、远距离、大容量输变电核心技术和自主知识产权方面取得重大突破，显示了我国特高压电网建设达到国际领先水平。

自此，中国电网正式步入“特高压”时代，并开始领跑世界特高压电网建设运行。

截至2019年底，我国已经建成“十二交十四直”26条特高压工程，特高压交流输变电工程实现了变电站内建设规模的提升，输电线路由单回路提升到同塔双回路，形成了交流特高压网架；随着世界上电压等级最高，输电容量最大的特高压直流输电工程――昌吉―古泉±1100千伏特高压直流输电工程的投运，特高压直流输变电工程在输电容量提升的基础上，电压等级也得到了提升。“特高压”在技术研究、工程设计、装备制造、建设运行等方面取得了一系列重大突破：掌握了特高压核心技术，实现了特高压设备自主研制和国产化目标，形成了国际一流的特高压实验能力，建立了较为完整的特高压标准体系，并逐步实现了从“试验”“示范”到全面大规模建设的跨越。

特高压既是工程建设，更是自主技术攻关。在特高压交直流输电工程设计中，中国能建规划设计集团秉承设计革命和技术创新的设计理念，以“安全可靠、自主创新、经济合理、环境友好、国际一流”为原则，在国内外没有可供借鉴的国外成熟经验和技术的前提下依赖自主研究，全面创新，进行了大量科研课题及设计专题的研究。

随着“特高压”建设的不断推进，中国能建规划设计集团依托工程建设，掌握了一批具有自主知识产权的特高压核心技术和关键技术，形成了世界领先的特高压研究能力，建立了世界上首个特高压技术体系。

2013年，中国能建规划设计集团作为主要完成单位完成的“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”获得2012年度国家科学技术进步奖特等奖；2018年，“特高压±800千伏直流输电工程”荣获2017年度国家科学技术进步奖特等奖。时隔5年，两项科技大奖的获得大幅提升了我国在国际电工领域的影响力和话语权，在世界电力技术领域实现了“中国创造”和“中国引领”。

多年的技术积累，使得中国特高压输电技术在推动全球电力工业建设发展的同时也逐渐被世界认可。随着“一带一路”走出去建设的实施，2019年10月，中国能建规划设计集团承担工程设计的我国首个在海外独立开展工程总承包的特高压直流输电项目――巴西美丽山水电±800千伏特高压直流送出二期项目正式投运，实现了特高压技术和核心装备双输出，标志着中国特高压技术、装备和工程总承包“走出去”再次取得重大突破。

经过十余年的探索，我国特高压输电技术已实现从“跟跑”到“领跑”的跨越，赫然成为一张中国制造的“金色名片”。2020年，有“电力高速公路”之称的“特高压”作为新基建“七大领域”之一，已然成为世界瞩目的焦点。（梁言桥 吴庆华 盛晶晶）