【关注特高压2】直流技术勇攀巅峰

电力18讯：    众“智”成城 光耀电网最高峰

南方电网建设±800千伏特高压直流输电示范工程・自主创新篇

    本网记者 黄颖 通讯员 王小海 陈云亭

    ±800千伏云广特高压工程是我国直流输电领域的示范工程，也是世界特高压输电领域的重大突破，标志着我国的电压等级、电力技术、装备制造业以及输变电技术管理上了新台阶、新水平。从2003年确定项目实施到投运，历时六年，南方电网公司组织了数千名科学家及工程技术人员投入研发设计、设备制造、建设施工中，召开过数百次学术研讨会议。云广特高压工程的投运，以设备数量和设备产值两个指标自主化率均超60%的创新成绩，为我国电力工业科研、规划、系统设计、工程设计、施工调试和运行维护积累了宝贵经验，为电工装备制造业把握机会全面崛起开拓了新的空间。

    一次等级的提升 一次世界的创新

    我国电力技术和世界发达国家相比，长期徘徊在落后20年左右的距离。110千伏、220千伏、500千伏电压等级线路的投建，我国都晚于西方发达国家20年左右，750千伏电网的建设，我们则晚了40年。但是，改革开放以来，我国电网建设及相关电工装备技术进入了加速发展阶段，随着±800千伏直流特高压工程的建设投运，中国站在了世界电网技术的最前列。

    南方电网西电东送起步于1993年，目前已建成“八交五直”十三条西电东送大通道，形成了联系五省的紧密输电电网。在这张大网中，包含国内结构最复杂、联系最紧密、科技含量最高的电网，几乎集中了当今世界上门类齐全的先进输电技术。一次系统方面如直流输电、电触发和光触发、可控串补、高海拔紧凑型线路、超导电缆等，二次系统方面拥有国内规模最大、技术最先进的安全稳定控制系统，以及覆盖全网的广域测量系统等。在远距离、大容量、超高压输电，交直流并联、主通道长时间压极限运行的独特情况下，南方电网公司积累了很多的经验和成果，这些都为更高电压等级的特高压直流输电技术的应用创造了有利条件。

    南方电网公司在云广直流工程建设过程中，采取科技先行、研究先行、设备的研发先行的思路，同时进行广泛的国内国际合作，实现了“世界资源为我所用”。

    2003年国家提出要搞更高一级电压等级工程，2004年南方电网启动云南送广东特高压直流输电可行性研究，2005年12月完成可研报告，2006年12月国家发改委核准云广直流工程的实施，此时，为了直流特高压，南方电网技术研究中心已经进行了近三年的技术准备。以中国工程院院士、南方电网专家委员会秘书长李立总工程师为带头人，联合全国高校、研究机构、生产单位以及国际著名企业技术人员的科研团队，开始了直流特高压实战之旅。

    为什么要选择±800千伏高电压等级进行直流输电？电压升至800千伏时对地绝缘距离如何保证？高海拔地区空气稀薄而导致的气体绝缘问题如何解决？南方电网技术研究中心专家、现场调试指挥官、电力博士洪潮告诉记者：“±800千伏特高压与±500千伏超高压相比，最经济的是减少损耗。损耗和电压的平方成反比，电压提高1.6倍，损耗就将为原来的1/2.56。为了降低损耗，就要将电压升上去。”

    电压升上去以后，对绝缘子的材料等方面要求就会更高。电网技术研究中心重点从材料上突破，生产了世界上第一根合成绝缘子，与±500千伏的绝缘子相比，在尺寸、伞形等方面都不一样，李立院士带领的团队在自主开展系统研究、成套设计、性能仿真试验的同时，通过与瑞典STRI实验室合作试验，成功验证电压与绝缘子的长度在电压升至±800千伏的物理环境中仍然是线性关系。这一结论目前已被国际高压界普遍认同，云光特高压工程选用的合成绝缘子也在国内申请了配方、精具、伞形等8项专利。

    此外，与±500千伏相比，±800千伏在线路方面也有诸多改进。±500千伏的单基铁塔两个边角距离14米，而±800千伏达到26-28米，接近1倍。在防雷的负保护角上也不一样，±800千伏的负保护角长度高度均有提高。线路上的绝缘子串呈现Ｖ字型，而不是原来的Ｉ字型，这样可减轻覆冰所产生的危害，在一定程度上减轻风和紫外线对线路的影响。专家们采用了先进的“海洛瓦”技术，即利用卫星拍摄的卫星照片来进行立体定位，定位比较准确（以前是靠人工或者直升飞机拍片而得的），也更加立体化更加直观生动了，利用了“海洛瓦”技术后，能够尽量缩小线路距离，工程总距离从原来设计时上报的1428千米缩短至完工时的1373千米，优化线路而又节约资源。

    一个自主的工程 一个民族的力量

    云广特高压直流输电工程的建设，技术创新贯穿始终，而且在这项世界第一的工程中，民族电工企业和科研院所首次获得了和国际大公司同等的机会。

    从原来的±500千伏到开创性的±800千伏，云广特高压直流输电工程需要解决两个关键问题：一是线路，二是设备。在设备研发制造方面，南方电网通过“中国制造、世界合作”的方式，真正实现了60%的自主化率目标。仅以核心设备――换流变压器为例，工程选择了由西门子公司和国内的三大变压器厂合作完成，其中低端产品全部由国内厂家制作，高端产品则是联合设计、共同制造。

    工程的主设备中28台高端换流变压器（含4台备用）由西门子公司研发制造，其中11台由国内厂家合作装配；28台低端换流变压器（含4台备用）及18台干式平波电抗器(含2台备用) 全部为国内制造；全部换流阀、直流控制和保护系统设备均为国内制造。

    国内企业还自主研发制造了基于最新一代的Simatic TDC控制系统平台的最先进的自动化、智能化程度最高的网络控制保护系统，设备容量和速度是500千伏设备的３倍，同时减少了不少设备硬件，提高了运行可靠性，为南方电网智能化建设奠定了坚实基础。

    国内直流输电工程以往大部分由外方承包商负责，关键技术一直无法实现国产化。因此，对国内制造企业而言，通过全面参与云广特高压工程的设计、制造和试验、运行，获得了核心竞争力培育、积累和提升的重大机遇，同时也使云广直流项目的自主化率才超过了60%。

     云广特高压工程的建设使南方电网充分发挥产学研结合的优势，促进科研、系统研究、成套设计、工程设计和设备制造的自主化，形成具有自主知识产权的、世界第一个±800千伏直流系统设备完整的标准体系，占领世界特高压直流输变电技术制高点。以直流特高压工程的自主创新模式，将带动中国电力工业的科技创新常态，开辟自主创新道路上的一番全新风景。