中國(guó)特高壓電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新

中國(guó)特高壓電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展與技術(shù)創(chuàng)新

隨著2009年底具有里程碑意義的電網(wǎng)公司成功設(shè)計(jì)家水庫(kù)-上海特高壓直流供電示范工程，以及云南-廣東特高壓直流供電示范工程的自主運(yùn)行，“特高壓”再次被推到風(fēng)中。中國(guó)的能源技術(shù)和設(shè)備制造達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，在世界能源治理領(lǐng)域占有了新的領(lǐng)先地位。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司相關(guān)規(guī)劃,預(yù)計(jì)2009～2010兩年,特高壓電網(wǎng)投資將達(dá)到830億元左右,其中特高壓交流570億元,特高壓直流投資260億元。南方電網(wǎng)未來特高壓上也有大的投入,特高壓成為兩大電網(wǎng)公司下一步輸電投資的重點(diǎn),大規(guī)模建設(shè)投資必將帶動(dòng)電力設(shè)備制造商的發(fā)展新機(jī)遇。在中國(guó)這個(gè)全球最大的特高壓市場(chǎng),外資企業(yè)實(shí)力依然不可小覷,國(guó)產(chǎn)化率提高也勢(shì)在必行。逐鹿特高壓,電力設(shè)備制造商在中國(guó)市場(chǎng)大有可為,我們來看看企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力展示。400kv直流輸電設(shè)備在中國(guó)一系列特高壓等國(guó)家重點(diǎn)工程建設(shè)的帶動(dòng)及受益于提高國(guó)產(chǎn)化率的政策,我國(guó)電力設(shè)備制造業(yè)通過引進(jìn)、消化、吸收及再創(chuàng)新,已經(jīng)形成了±500～±800kV直流輸電設(shè)備,以及550kV、750kV和1000kV交流輸電設(shè)備的研制能力。國(guó)內(nèi)以西電、特變電工、天威保變、平高電氣及許繼電氣等為代表的少數(shù)國(guó)有企業(yè),掌握特高壓技術(shù),取得重大突破。西電:直流輸電系統(tǒng)設(shè)備設(shè)備作為國(guó)內(nèi)最大的輸配電設(shè)備企業(yè)中國(guó)西電在國(guó)內(nèi)率先研發(fā)了750kV電網(wǎng)用系列產(chǎn)品,技術(shù)性能達(dá)到和處于國(guó)際領(lǐng)先水平。通過科技創(chuàng)新,在國(guó)內(nèi)首先進(jìn)行了交流1100kV和直流±800kV特高壓高端產(chǎn)品的研發(fā)和技術(shù)儲(chǔ)備,在特高壓輸配電設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域,取得了重大突破。通過技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā),公司獨(dú)立研制成功國(guó)內(nèi)最大的500kV8萬kvar并聯(lián)電抗器,750kV14萬kvar并聯(lián)電抗器和1000kV32萬kvar并聯(lián)電抗器,主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。西電自行設(shè)計(jì)制造的國(guó)內(nèi)首臺(tái)云廣直流輸電工程用換流變壓器和高嶺、靈寶背靠背直流工程用換流變壓器、平波電抗器通過出廠試驗(yàn)和型式試驗(yàn),標(biāo)志著中國(guó)西電已經(jīng)具有獨(dú)立設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造和試驗(yàn)大型高壓、超高壓直流輸電設(shè)備的能力。另外,西電作為直流全套設(shè)備供應(yīng)商,更是迎來新的機(jī)遇。直流輸電國(guó)內(nèi)已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性發(fā)展階段,未來大有發(fā)展?jié)摿?。根?jù)國(guó)網(wǎng)公司和南網(wǎng)公司規(guī)劃,2010～2020年期間,我國(guó)會(huì)建設(shè)十多項(xiàng)直流輸電工程,輸送距離更長(zhǎng),輸送功率更大。隨著金沙江的開發(fā),向家壩、奚洛渡、白鶴灘、烏東德和觀音巖等水電站建成后將主要送電至華中電網(wǎng)、華東電網(wǎng),送電距離將達(dá)到1000km和2000km左右。瀾滄江的糯扎渡水電站建成后將送電至廣東,送電距離將超過1500km。到2020年,國(guó)網(wǎng)公司建設(shè)的直流工程將超過28項(xiàng),結(jié)合南網(wǎng)公司直流輸電工程的規(guī)劃,屆時(shí)我國(guó)直流輸電總?cè)萘款A(yù)計(jì)將超過1.2億kV·A。上述數(shù)據(jù)預(yù)示著,中國(guó)西電直流全套設(shè)備市場(chǎng)前景將非?？捎^?！按笞灾鳌奔夹g(shù)創(chuàng)新成果1:“大自主”技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目獲得國(guó)家科技進(jìn)步2010年1月11日,在2009年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上,保定天威保變電氣股份有限公司參與研制的“超高壓直流輸電重大成套技術(shù)裝備開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目獲得國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)殊榮。業(yè)內(nèi)專家分析認(rèn)為,該產(chǎn)品的研制成功是中國(guó)重大電力裝備制造國(guó)產(chǎn)化道路上的一次重大突破,標(biāo)志著天威保變繼自主研發(fā)成功國(guó)內(nèi)首臺(tái)晉東南1000MV·A1000kV交流變壓器后,再一次登頂世界輸變電設(shè)備生產(chǎn)制造領(lǐng)域最高峰,同時(shí),由產(chǎn)品投產(chǎn)到試驗(yàn)成功僅用4個(gè)半月時(shí)間,天威保變的生產(chǎn)速度,締造了全球變壓器生產(chǎn)制造領(lǐng)域的奇跡。特變用電:交流、直流,一次試驗(yàn)取得新突破2009年12月28日,特變電工沈變公司研制的特高壓直流±800kV換流變壓器,在1850m世界最高海拔換流站-中國(guó)南方電網(wǎng)公司云南-廣東特高壓直流輸電示范工程云南楚雄換流站一次投運(yùn)成功;2009年12月25日,該公司為國(guó)家電網(wǎng)公司向家壩-上海特高壓直流輸電示范工程研制的±800kV直流換流變壓器在奉賢換流站經(jīng)受住最高電壓考驗(yàn),成功啟動(dòng)。這標(biāo)志著特變電工2009年在交流、直流兩個(gè)領(lǐng)域開展的一系列特高壓產(chǎn)品研制工作完美收官;企業(yè)在交流、直流兩個(gè)領(lǐng)域同時(shí)站上行業(yè)自主創(chuàng)新最高峰。2009年,特變電工在特高壓產(chǎn)品研制領(lǐng)域捷報(bào)頻傳。1月6日,特變電工為世界首條商業(yè)運(yùn)行的1000kV特高壓交流試驗(yàn)示范工程提供的世界首組1000kV變壓器、電抗器、擴(kuò)徑導(dǎo)線和母線等輸變電產(chǎn)品一次掛網(wǎng)投運(yùn)成功后,6月底,全部1000kV特高壓產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)一次試驗(yàn)成功;8月26日,公司為南方電網(wǎng)公司世界首個(gè)±800kV特高壓直流輸電示范工程研制了世界首臺(tái)一次試驗(yàn)成功的±800kV產(chǎn)品,空載、負(fù)載、溫升及噪聲等指標(biāo)均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于合同標(biāo)準(zhǔn)要求,受到現(xiàn)場(chǎng)見證試驗(yàn)的國(guó)內(nèi)外行業(yè)權(quán)威專家的高度贊揚(yáng);12月6日,公司為國(guó)家電網(wǎng)公司世界傳輸距離最遠(yuǎn)、輸送容量最大的向家壩-上海±800kV特高壓直流輸電示范工程研制的±800kV直流換流變壓器,再一次以最優(yōu)指標(biāo)通過試驗(yàn)。一系列自主創(chuàng)新成果的接連取得,標(biāo)志著特變電工特高壓產(chǎn)品研制技術(shù)已全面成熟,公司提前一年完成所承擔(dān)的國(guó)家“十一五”重大科研攻關(guān)計(jì)劃。中國(guó)特高壓建設(shè)的所統(tǒng)領(lǐng)的所有經(jīng)驗(yàn)對(duì)ABB、西門子、阿?，m這樣的電力設(shè)備巨頭來說,有參與了世界范圍的特高壓建設(shè)的豐富經(jīng)驗(yàn),在特高壓技術(shù)領(lǐng)域依然保持著領(lǐng)先,也是中國(guó)特高壓建設(shè)的占據(jù)重要的份量。abb:在華特高壓直流輸電項(xiàng)目ABB是創(chuàng)紀(jì)錄地比預(yù)定時(shí)間提前一年完成的向家壩—上海800kV特高壓直流(UHVDC)輸電線路建設(shè)工程重要的參與者之一。ABB電力系統(tǒng)業(yè)務(wù)部全球電網(wǎng)系統(tǒng)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人PerHaugland說:“這一重大成就的取得離不開ABB與國(guó)家電網(wǎng)公司以及當(dāng)?shù)睾献骰锇榈耐献?。這也再次證明了ABB在高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。高壓直流輸電技術(shù)可以將偏遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)電和可再生能源發(fā)電以最小的電力損耗進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸。”向家壩—上海800kV特高壓直流輸電線路可以將中國(guó)西南部的向家壩水電站的電力輸送到中國(guó)工商業(yè)最發(fā)達(dá)的上海地區(qū),該項(xiàng)目額定功率為6400MW、橫跨2000多km。這項(xiàng)輸電工程竣工后將成為世界上電壓等級(jí)最高、輸送容量最大的輸電項(xiàng)目。目前,全球電壓等級(jí)最高、容量最大的輸電線路是ABB為巴西伊泰普水電站建設(shè)的600kV輸電項(xiàng)目。向家壩-上海特高壓直流輸電線路的輸電效率超過93%,電力損耗低于7%。與當(dāng)前正在運(yùn)行的500kV高壓直流輸電系統(tǒng)相比,該線路每年增加的電力供應(yīng)可滿足中國(guó)100萬人的需求。ABB為這一項(xiàng)目提供的設(shè)備包括14臺(tái)400kV換流變壓器和14臺(tái)800kV換流變壓器,其中有10臺(tái)800kV換流變壓器是在瑞典制造的,其余的則采用了ABB元件和技術(shù),由ABB與本地合作伙伴特變電工沈陽(yáng)變壓器集團(tuán)有限公司在中國(guó)共同生產(chǎn)。此外,ABB還提供了可控硅閥、直流開關(guān)場(chǎng)設(shè)備、一些關(guān)鍵的交流開關(guān)場(chǎng)測(cè)量設(shè)備以及最新開發(fā)的DCC800高壓直流控制系統(tǒng)等多項(xiàng)關(guān)鍵設(shè)備。特高壓直流技術(shù)是ABB集團(tuán)50多年前率先研發(fā)的高壓直流輸電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。該新技術(shù)使用了先進(jìn)的控制系統(tǒng),是近20年來輸電系統(tǒng)在輸電容量和效率上實(shí)現(xiàn)的最大突破。特高壓直流技術(shù)在中國(guó)、印度等幅員遼闊的國(guó)家尤為適用,因?yàn)檫@些國(guó)家的電力能源和可再生資源富集地區(qū)都遠(yuǎn)離電力負(fù)荷中心。方向4:中資企業(yè)運(yùn)營(yíng)助力電力革命西門子已發(fā)展成為以高效、環(huán)保方式實(shí)現(xiàn)大容量輸電領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。2009年年末,由西門子參與建設(shè)的一條高壓直流輸電(HVDC)線路將在中國(guó)投入單極運(yùn)行。該高壓直流傳輸系統(tǒng)輸送容量達(dá)5000MW,傳輸距離超過1400km,是世界上現(xiàn)有的最強(qiáng)大的HVDC系統(tǒng)。同時(shí),西門子于2010年1月中旬調(diào)試世界上體積最大、輸出功率也最大800kV高壓直流換流變壓器。該換流變壓器將應(yīng)用于中國(guó)下一個(gè)更大的HVDC輸電系統(tǒng),輸電容量最大6400MW,傳輸距離達(dá)2000km,輸電量相當(dāng)于12個(gè)中等火電廠的電力?！凹夹g(shù)上的領(lǐng)導(dǎo)地位為我們成為HVDC全球市場(chǎng)上絕對(duì)的行業(yè)龍頭打下了良好的基礎(chǔ)?！蔽鏖T子能源輸電集團(tuán)首席執(zhí)行官UdoNiehage博士表示。HVDC輸電目前在全球市場(chǎng)的業(yè)務(wù)量約為30億歐元,年平均增長(zhǎng)率超過10%。到2020年,業(yè)務(wù)量預(yù)計(jì)將攀升到50億～80億歐元,其中西門子將占有重要份額。按照Desertec項(xiàng)目的計(jì)劃,像應(yīng)用于中國(guó)的這種大容量HVDC輸電系統(tǒng),今后可以幫助將大量的環(huán)保電力從沙漠輸送到例如歐洲等地。“今后,電力高速公路不僅能夠跨越國(guó)界,而且能夠?qū)⒏鞔笾捱B接起來,”Niehage博士表示。“我們只能通過充分利用節(jié)能技術(shù)來應(yīng)對(duì)氣候變化。我們必須開發(fā)可再生能源,將供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為智能電網(wǎng),從而以智能化的方式管理不穩(wěn)定的上網(wǎng)電量。因此,巨額投資是必不可少的。但是,為了實(shí)現(xiàn)保護(hù)氣候的目標(biāo)并大大減少COHVDC系統(tǒng)擁有創(chuàng)新的電力電子技術(shù)并能以智能化的方式控制輸送的電量,因此它是智能電網(wǎng)的重要組成部分。西門子能源是該領(lǐng)域世界領(lǐng)先的供應(yīng)商,并將進(jìn)一步拓展其市場(chǎng)地位。西門子能源業(yè)務(wù)領(lǐng)域預(yù)計(jì)2014年智能電網(wǎng)的訂單總額將超過60億歐元?！拔覀?cè)陔娋W(wǎng)自動(dòng)化這一領(lǐng)域,已經(jīng)確立了全球市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的地位。隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展,我們正步入電力的新時(shí)代,”Niehage談到。在上一財(cái)年,西門子智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)造營(yíng)收近10億歐元?！坝捎跉夂蜃兓约按碳そ?jīng)濟(jì)方案的出臺(tái),智能電網(wǎng)市場(chǎng)也將更加高速發(fā)展。我們的目標(biāo)是超過整體市場(chǎng)增長(zhǎng)速度的兩倍,”Niehage補(bǔ)充道。西門子的潛在市場(chǎng)總額2014年累計(jì)將達(dá)到300億歐元。西門子的目標(biāo)是智能電網(wǎng)業(yè)務(wù)每年增長(zhǎng)7%,市場(chǎng)份額超過20%。通過節(jié)能的方式將海上風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng),高壓直流輸電(HVDC)系統(tǒng),建立智能電網(wǎng)解決方案都是西門子環(huán)保業(yè)務(wù)組合的一部分。2009財(cái)年,西門子環(huán)保業(yè)務(wù)組合帶來的總收入約為230億歐元,使西門子成為世界上最大的環(huán)保技術(shù)供應(yīng)商。同一時(shí)期內(nèi),西門子的產(chǎn)品和解決方案幫助客戶減少了多達(dá)2.1億t的CO特高壓的千億工程給電力設(shè)備制造商帶來空前的發(fā)展機(jī)遇,為爭(zhēng)奪中國(guó)特高壓市場(chǎng)的大蛋糕,電力設(shè)備制造商大顯神通。國(guó)外企業(yè)有了試驗(yàn)自己的設(shè)備,發(fā)展自己的尖端技術(shù)的陣地,國(guó)內(nèi)企業(yè)通過開發(fā)先進(jìn)技術(shù),研制頂尖設(shè)備,提升自身的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,向世界一流的輸變電設(shè)備制造企業(yè)行列邁進(jìn)。由于云廣直流項(xiàng)目高端產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)難度極大,原定于外方公司生產(chǎn)的產(chǎn)品出現(xiàn)延期情況,為