近日,從祖國西邊傳來好消息,昌吉-古泉±1100千伏特高壓直流輸電工程(以下簡稱“吉泉直流”)日輸送電量已超過2億千瓦時,累計外送電量已經突破3000億!
如果只有數量級龐大的數字無法讓人產生實感,那么簡單翻譯一下,它一日輸送的電能可供4億盞30瓦的電燈熠熠生輝,也可滿足約13萬個四口之家一年的用電需求。而3000億的概念則更為壯觀——不僅相當于就地轉化了超過萬噸的標準煤,減排二氧化碳超過3萬噸,并且,這是吉泉直流有望蟬聯全國外送電量首位的第三年。
總而言之,厚積薄發的疆電外送“大動脈”,正以自己綠色高效的方式,為世人講好電能傳輸的中國故事。
吉泉直流
“特高壓”的含金量
途經6個省區,線路全長3293千米,連接我國新疆準東大型能源基地和華東負荷中心的吉泉直流是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術水平最先進的特高壓輸電工程,也是“西電東送”的重要能源通道。
這條“特高壓”王者可以在人類眨一次眼睛的時間里,把電能從新疆輸送到安徽(僅估算距離)30次。不謙虛地說,目前只有中國能建起如此一條“天路”。
在贊賞它之前,或許我們必須搞清楚,傳輸電能的方式千萬種,為什么殺出血路的會是“特高壓”?
如果有人能夠通過紅外熱像儀去審視吉泉直流的輸電線,便會驚奇地發現那些蘊含巨大電量的導線其實工作溫度不過20℃左右。要知道,在電氣工程上,交流輸電電壓等級高于1000千伏和直流輸電電壓等級高于±800千伏的輸電線路,就被稱為特高壓輸電,但吉泉直流的直流輸電電壓高達±1100千伏!因此,換句話說,發熱就代表著線路的能量損耗。我國“西電東送”動輒上千公里的輸電線路,哪怕只有1%的損耗率,累計起來都將是巨大的浪費。恰巧,特高壓就是減少電路損耗的鑰匙!
P(功率)=I(電流)*U(電壓),一個躺在中學物理課本上的簡單公式,就可道盡特高壓的直觀優點。既然在輸送功率一定的情況下,電流越大,損耗越大,那么為減小電流,方法只有一個——那就是“瘋狂”升壓!
相比于傳統的高壓輸電,瘋狂升壓后的“特高壓”輸電能夠滿足更遠距離、更大功率的傳輸計劃。例如,1000千伏線路相較于500千伏線路而言能夠提高4倍左右的輸送功率,延長3倍輸送距離,而損耗僅在500千伏輸電線路的30%左右,具有十分顯著的技術優勢。這也是吉泉直流得以成形的底層邏輯。
但是,如何升至±1100千伏這么高?背后還有驚喜——昌吉換流站才是唯一“真神”。
時刻跳動的“大心臟”
如果你有幸去到±1100千伏昌吉換流站,會毫不夸張地感覺自己仿佛闖入了“巨人國”。在那里,每個設備都高大無比,平均高度不低于幾十米。無論是低端換流變壓器還是GIS組合電器等“巨獸”,都居高臨下地俯視著人類,同時也在人類的操控下有序地工作著,仿佛一顆跳動在祖國大地上的輸電心臟。
“吉泉直流工程的換流站集成了多項技術創新。”國網新疆建設分公司副總工程師說,“它的出現攻克了多項行業首次、世界首創的難題,創新應用的多項技術、系統和裝備,在全世界范圍內都具有突破性。”其中,又以比肩6層樓的換流變壓器最為矚目。
在這座龐然大物內部,有兩組重達數十噸的金屬線圈,通過調整它們的比例,便可利用電磁感應得到不同的電壓,再者,它還可以將發電廠送來的三條輸電線的交流電轉換為兩條輸電線的直流電,能力不容小覷。
“像這樣先進的設備還有許多”,誠然,2014年以來,國家電網公司依托“863計劃”及國家重點研發計劃等課題,組織電力、電子、機械行業數百家單位進行產學研聯合攻關,攻克了系統方案論證、超長空氣間隙絕緣、過電壓深度控制、電磁環境控制、系統分析與設計、可靠控制與保護、主設備研制、超大型復雜絕緣結構機電協同設計等世界級難題,成功研制15大類30余種代表國際同類設備最高水平的直流關鍵設備。
昌吉換流站內部景象(圖源:新華社)
不僅如此,由于線路途經陜西關中平原腹地,以及“云橫秦嶺家何在,雪擁藍關馬不前”的秦嶺山區,走徑復雜,外部協調難度大,重要交叉跨越多,施工環境惡劣,材料運輸艱難,因而陜西電力曾專門成立無人區線路施工指揮部負責無人區段的施工建設,破石開山,通過制作3D沙盤、購置衛星電話、聘請直升機急救隊伍等一系列部署,最終翻越秦嶺無人區達15公里,跨越750kV電力線路4處,跨越330kV電力線路15處,跨越高速公路12處,跨越高鐵2處,跨越電氣化鐵路9處。
看到這里,或許你會感嘆,“又是一場巧奪天工般的奇跡!”或者在心中默念,“啊!還得是大國重器!”但其實,這背后藏著一個多少有些無奈的真理:我國東部燈火通明的同時,涌動著大量供給能源的西部卻是一片相對黯淡的土地,因為氣候、因為地理,人類或許注定無法在那里久居,只有通過以特高壓為骨干的能源網絡,進一步開掘這片福地。
幾乎大部分的光亮都集中在了我國東部
所以最后的最后,還是要老生常談一句珍惜,請不要在科技發展的背書下對自然“有恃無恐”,物盡其用,請從身邊每一件小事做起。
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