特高压输电电网图片

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2024-03-10 11:33:19

特高压输电的技术，为何美国和日本止步不前？

随着改革开放以来40年中国经济的高速发展，我国的科技力量有了飞速发展，现在我国正在逐步跨入世界高科技领域的第一梯队。要说中国所掌控的核心高科技技术，很多人自然会想到基建、高铁和航空航天。此外，还有一个被忽视但异常重要的领域，我国是世界上首屈一指的科技霸主，那便是在电力输送领域。该领域最顶尖的技术特高压技术已经被我国垄断，研制成功了全套关键设备，建成了世界等电压等级最高、输电能力最强的交直流输电网络。那么特高压输电的技术，为何美国和日本止步不前？

特高压输电技术就是电工领域的5G技术，是电力输送的超快高速公路，具体是指交流1000千伏和直流800千伏以上电压等级的输电技术。该技术相比于以前的较低电压的输电技术，最大的特点是能够实现长途高效输电，尤其对于地貌广阔的国家来说更急需要这种技术来完成电力配送。

正是由于该技术的出现，生活在中国的我们可以切身体会到夏天再也不会出现因用电力紧张，不得不忍受闷热，不情愿地拉掉电闸以减缓工业用电压力的现象。而同样作为人口大国的印度就不一样了，印度每年的产电量高居世界第三，但由于其输电能力较差，导致印度还有1亿多人口长期处于缺电少电的状态。

而我国靠着特高压技术的运用早在5年以前就彻底解决了偏僻地区居民用电缺电少电的问题。相比于常规高压输电技术，特高压输电技术有着以下几点优势：

特高压输电的优势

特高压输电距离远，效能高，损耗小。通过电线输出电力，要想使电功率达到最大，无非是加大电流或电压，但如果加大电流的话会造成电线过热甚或出现大量电力损耗，所以通常情况下，只是采用升级电压的方法来保证远程输电。

自然是电压越高，输电距离就越远，电网覆盖面就越大。特高压输电级别要求电力输送的最低电压交流电在1000千伏以上，而直流电在800千伏以上。特高压技术出现前各国所用的超高压输电路电压只有500千伏。

去除能量损耗，一条1150千伏的特高压线路的效能相当于5~6条550伏的超高压线路或三条750千伏的超高压电路的效能总和。特高压输电能降低电网工程成本，减少传输走廊用地面积。

传统输电线路如果被特高压线路取代，就可以大力减少沿途的铁塔、变电所的修建数量，导线材料也可以得到最大程度的节约。据估算，届时电网造价会下降10%~15%。

而特压输电走廊所占的面积仅相当于同等输电容量的超高压500千伏输电走廊所占面积的1/4，这对于人口稠密、土地价格昂贵、走廊建设困难的国家和地区来说必然是最富性价比的选择，既能保证充分供电，其节省下来的空间资源又能带来了巨大的经济、社会效益。

特高压电技术的研发成功，为调整和优化我国能源结构创造了条件，可以直接将位于中西部的大规模煤电基地发出的电力以高效低耗的方式迅速传到东部集中用电地区，实现跨区域送电、大规模长距离送电。

此外，还能实现联网效应，将位于不同位置的火力、风力、水力发电站发出的电集约统筹、统一输送，极大提高了新能源并网和消纳能力，是加快能源结构调整、防治大气污染、有效提升生态文明水平的重要途径。该技术的突破是世界电力工业发展史上的一个重要里程碑，极大缓解了全人类面临的能源生态危机。

特高压技术能否突破成为制约我国经济发展的瓶颈

我国的经济发展不平衡、人口资源分布不均衡、发电用电地域差距大的国情也决定了只有采用特高压技术才能进一步提升配送电效率，节省资源、保护生态的同时进一步推动经济的发展。

目前我国电量大部分是靠煤炭这一非清洁能源燃烧发出的，百分之七十的煤炭主要分布于我国的中西部地区，尤其集中于山西、陕西、内蒙古、新疆各地。而新型环保能源风力发电主要聚集中在西北地区，百分之八十的水力发电则集中在云南、四川、西藏等西南地区。

而我国应用三分之二的电力需求恰恰是来自东部各省。发电基地距离核心用电地区距离高达数千公里，用电难、用电贵成为了制约我国东部居民用电、工业用电的瓶颈。

特高压电技术发明之前，由于东西距离太远，高压输电线路能力达不到，我国只能是通过铁路、轮船将中西部的煤炭经过数次中转费时、费力、费财地运往东部发电站进行发电。

煤炭运输要三装三卸，还要在中转区配备储存基地，这样发出来的电成本极高、消耗很大。或者直接在煤炭产区建立发电站，然后建立跨越省市的输电网路，中途建立多个发电站进行电力补充，实现电力接力，一直将西部发出的电输送到东部沿海地区。

这种方式省力省钱，但是中途需要建立非常多的电网维修站和电压升级站，输电效率虽比运煤发电更加省力高效，但中间设施的建设、维护耗资也是巨大的。为此，实现特压电技术突破，在我国广袤的国土上建立起横贯东西的特压电输电网络成为了燃眉之急。

特高压技术需要投入数千亿的资金，美国和日本都因为资金问题望而却步，前苏联则因为解体而无疾而终。也有很多国家对此技术嗤之以鼻，强调他们国家超高压输电技术已经够用，没有必要耗费如此财力来升级技术。

但我国政府拥有超前的思维和眼光，不仅看到了特高压技术给本国带来的巨大经济效益，也是从世界公民角度来衡量这一技术是否应该上马，一旦特高压研制成功，我国的能源、生态战略目标都能提前完成，更有利于中国梦的达成，有利于世界和谐共同体的打造。

夯实基础，自主研发

为了在该领域寻求技术突破，国家和各级政府给予了鼎力支持，我国在该技术领域起步比较早的。早在1986年，我国就开始了对特高压的专业研究。国家为此投入了大量资金、人力支持，连续将特高压输电技术列入了"七五"、"八五"和"十五"计划的重点科技攻关项目。

通过数10年的艰苦努力，我国电力科学家在特高压研究领域积累了丰富的经验，技术上也申报了很多专利。紧接着，特高压交流输电技术又被列入了《国家中长期科学和技术发展规划纲要》。

随即我国科学家实现了西北750千伏交流输变电国产化示范工程的顺利投产和三峡工程500千伏直流输电工程的成功实践，使我国输变电技术和设备有了全方位的提升，也为特高压技术的上马准备了条件。

要完成如此庞大规模的技术攻关和工程施工，没有党和国家这一坚强后盾的支持是不可想象的。技术强大的根本是国力的强盛，国家高度重视科技领域的投入和研发。

我国电网输电技术从高压到超高压再到特高压，每一次都面临着巨大的挑战。中国电网技术一直是沿着发达国家的老路走过来，一直是采用引进、消化、吸收、再创新这样的模式，但到了特高压时代，这条路走不通了。

发达国家虽然跨过了特高压这条红线，但是技术发展良莠不齐，也没有先进完善的设备可以购买，中国人拿着钱也不知道到哪去买，只能是靠自己摸着石头过河。在完善工业基础、储备科技人才力量的基础上，进行自主创新、研发成为了特高压技术攻关的必由之路。

我国科学家要打破科技小跟班的习惯思维，现在我国拥有足够强大的人力物力财力去开拓顶级高新科技领域，科学家要做的便是选定主攻领域，打造好技术团队，国家全力提供资金、制度、服务等全方位的保障，这便是社会主义制度优越性的集中体现，这也是唯有我国能做到，其他发达资本主义国家做不到的原因。

国家支持，众志成城

美国率先摸到了特高压技术的门路，但并没有掌握其核心技术。我国派领军科学家前去美国取经，当我国科学家到了参观地后却被禁止带入任何拍照设备，只需远观难以靠近，数据分享更是不可能。他山之石借不到，只能坚定信念依靠自主创新。

我国科学家为了打造特高压核心技术，系统组织了科、学、研三大块的联合攻关，集结了国内顶尖技术水平的电力、机械行业的科研、制造、设计、高校等一百多家单位，参与人数近5万人，共同展开了一百八十多项关键技术的研究和九大类40多项关键设备的研制，先后在电压控制、外绝缘配置、电磁环境控制、成套设备研制等特搞点核心技术上实现了突破，全面掌握了特高压整套技术。

最终在经过了20多年的技术攻坚之后，我国第一条特高压输电线路晋东南——南阳——荆门全线贯通，我国成为了世界上第一个全面掌握该技术和第一个将其投入商业运营的国家。

其中由特变电工沈变制造的1000千伏变压器解决了特高压电传输中最为关键的难题。这个变压器是特高压输电设备的核心部件，成为了特高压技术中最难的一个环节，其研制成功背后凝聚了我国无数该领域尖端科技人才的心血和汗水。

该变压器研制成功后一年，我国第一条特压电输电线路便畅通无阻。该变压器重达400吨，耗资5,000万，经历了无数次试验的失败。特高压电技术的成功证明了我国在该高科技领域巨大的人才优势。

以往中国的高科技人才一直在往美国跑，因为那里有顶尖的设备、技术团队和资金支持，疫情成为了分水岭，我国现在在高新科技领域的设备、技术团队和资金支持一点不弱于美国，这也成为了人才回流的关键所在。

精益求精，走向卓越

目前我国在特高压技术方面处于遥遥领先的位置，我国的特高压标准成为的这个领域的世界通用的行业标准，全球168个国家已经跟我国国家电网签订了该技术领域的战略合作协议，专利使用权全部被我国把控。

自第一条特高压线路贯通后，经过十年的发展，我国现已建成了"十二交十四直"共26条特高压工程线路，覆盖我国七大区域电网。

十三五规划期间，我国的特高压电技术又取得了历史性的突破，建成了从淮东到皖南1150千伏的特高压直流工程线路，输电距离长达3300公里，是目前国际上输电电压等级最高、输电距离最远的特高压输电工程，是我国在特高压科技领域拥有绝对话语权的明证。

特高压电技术的成功是中国人民智慧的胜利，是科学社会主义的胜利。

特高压技术的全面垄断为我国最发达的东部地区生产生活用电提供了保障，也使我国站在了该领域的技术之巅，能够靠该技术赢来世界各国的电力合作，进一步推动社会经济的发展，更为将我国尽快建成能源节约型、生态文明型国家提供了核心动力。

为什么特高压被称为中国制造的“金色名片”？

以下内容均来自袁国宝最新著作《新基建：数字经济重构经济增长新格局》

首先特高压输电工程基础设施建设不仅可以拉动与之配套的中低压及配网建设，还能凭借其对上下游关联产业的配套需求，带动电缆线路、输电铁塔、特高压核心设备、电气设备、通信设备等产业发展，为社会提供更多就业岗位，加快各细分行业复工复产进度，促进国民经济实现稳定发展。

其次特高压输电工程基础设施建设具有“调”能源、优供给的优势，可以提升能源利用效率。目前，我国电力能源分布呈现出能源中心与负荷中心逆向分布状态，西北部电量富余，中东部电力需求紧张。在“西电东调”，解决区域间电力资源分布不均问题方面，特高压技术发挥着极其重要的作用。同时，凭借输送容量大、传输距离远、运行效率高和输电损耗低等优势，特高压技术还可以提高输电企业的运营效益，缓解用电方电力资源紧缺等问题，提高整个区域的能源利用效率。

此外，我国电力企业加大在特高压输电工程基础设施建设领域的投入，可在特高压建设领域积累丰富的经验。作为全球唯一对特高压开展商业运营的国家，我国特高压电网建设不仅可以为“一带一路”沿线国家的电力基础设施建设提供经验，还可以为全球能源互联网建设贡献中国方案，在国际舞台上树立一个全新的中国制造品牌。

我国1000KV特高压交流输电线路输电距离和损耗是多少？

输电线路的功率损耗与输电电流的平方成正比，与线路电阻成正比。在输送相同功率的情况下，1000kV输电线路的线路电流约为500kV输电线路的1/2，其电阻约为500kV线路的25%。因此，1000kV特高压输电线路单位长度的功率损耗约为500kV超高压输电的1/16。

扩展资料

输电能力

输电线路的传输能力与输电电压的平方成正比，与线路阻抗成反比。一般来说，1100kV输电线路的输电能力为500kV输电能力的4倍以上，但产生的容性无功也为500kV输电线路的4.4倍及以上。

因此，特高压输电线路的输送功率较小时，送、受端系统的电压将升高。为抑制特高压线路的工频过电压，需要在线路两端并联电抗器以补偿线路产生的容性无功。

线路特性

特高压输电线路单位长度的电抗和电阻一般分别为500kV输电线路的85%和25%左右，但其单位长度的电纳可为500kV线路的1.2倍。

稳定性

特高压输电线路的输电能力很大程度上是由电力系统稳定性决定的。对于中、长距离输电（300km及以上），特高压输电线路的输电能力主要受功角稳定的限制（包括静态稳定、动态稳定和暂态稳定）；

对于中、短距离输电（80~300km），则主要受电压稳定性的限制；对于短距离输电（80km以下），主要受热稳定极限的限制。

参考资料：百度百科-特高压交流输电技术

特高压电网的建设意义

特高压电网的建设意义：

1、带动科技创新发展特高压作为重大的科技创新工程，在提出构想、全面启动之初，该公司就投巨资建成了国际一流的特高压交流、直流、高海拔、工程力学四个试验基地和大电网仿真、直流成套设计两个研发中心，形成了功能齐全、综合指标居世界领先水平的大电网实验研究体系。

几年间，国家电网公司围绕特高压项目，完成了310项重大关键技术研究，解决了过电压与绝缘配合、外绝缘设计、电磁环境控制、系统集成、大电网安全运行控制等多个世界难题，逐步掌握了特高压输电的关键核心技术，并在实验工程中得到了成功应用。

2、特高压建设对国内设备制造业的带动作用更是明显。国内三大特高压实验工程所用设备几乎全部由国内企业提供，工程国产化率达到约95%，设备国产化率达到约91%。通过实验工程，国内设备制造企业得到锻炼，科技研发实力大大提高。

比如南通神马电力科技有限公司，成功攻克了特高压绝缘子的世界难题。公司董事长马斌说，我们投入近亿元研发的国际首创的特高压1000千伏空心复合绝缘子性能达到国际领先水平，而价格仅为国外产品的1/3。

研究表明，1000千伏交流线路自然输送功率约为500千伏线路的5倍。同等条件下，1000千伏交流线路的电阻损耗仅为500千伏线路的1/4，单位输送容量走廊宽度仅为500千伏线路的1/3，单位输送容量综合造价不足500千伏输电方案的3/4。

扩展资料：

国内特高压电网的发展：

国内电网工程的大规模建设和超高压输变电设备的设计制造和技术引进，为中国特高压技术装备的研发和使用打下了良好基础。当前，中国开展特高压输电技术自主创新，自主研究，自主开发已具备一定条件。

经国家批准，国家电网公司已启动建设晋东南－荆门交流1000千伏特高压试验示范工程和溪洛渡、向家坝送出±800千伏、640万千瓦直流特高压输电国产化示范工程，南方电网公司也开始了云南楚雄至广州穗东±800千伏、500万千瓦直流特高压输电国产化示范工程的前期建设工作。

参考资料来源：百度百科——特高压电网

特高压直流输电的内容介绍

在我国特高压电网建设中，将以1000kV交流特高压输电为主形成特高压电网骨干网架，实现各大区电网的同步互联；±800kV特高压直流输电则主要用于远距离、中间无落点、无电压支撑的大功率输电工程。

1、特高压直流输电设备。主要包括：换流阀、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器、直流避雷器、交流避雷器、无功补偿设备、控制保护装置和远动通信设备等。相对于传统的高压直流输电，特高压直流输电的直流侧电压更高。容量更大，因此对换流阀、换流变压器、平波电抗器、直流滤波器和避雷器等设备提出了更高的要求。

2、特高压直流输电的接线方式。UHVDC一般采用高可靠性的双极两端中性点接线方式。

3、特高压直流输电的主要技术特点。与特高压交流输电技术相比，UHVDC的主要技术特点为：

（1）UHVDC系统中间不落点，可点对点、大功率、远距离直接将电力输送至负荷中心；

（2）UHVDC控制方式灵活、快速，可以减少或避免大量过网潮流，按照送、受两端运行方式变化而改变潮流；

（3）UHVDC的电压高、输送容量大、线路走廊窄，适合大功率、远距离输电；

（4）在交直流混合输电的情况下，利用直流有功功率调制可以有效抑制与其并列的交流线路的功率振荡，包括区域性低频振荡，提高交流系统的动态稳定性；

（5）当发生直流系统闭锁时，UHVDC两端交流系统将承受很大的功率冲击。

特高压在我国发展现状及未来前景?

我国已完全实现特高压关键装备国产化

自从1960年以来，俄罗斯、日本、美国、意大利、加拿大等都已开始研究特高压输电技术所涉及的过压、可听噪声、无线电干扰和生态效应等其它领域的技术，且在世界各地建成了大量特高压实验工程，但到目前为止，受制于经济、政策、地理等因素影响，国外未实现大规模商业化使用。此外，部分国家在运营过程中由于运营效益问题最终导致降压运营或停止运营。

自20世纪80年代开始，中国开始进行特高压技术的研究与探索，2009年建成全球第一条1000千伏特高压输电工程，至2021年底，中国已累计建成28条特高压线路，特高压关键装备已实现100%国产化。

特高压设备市场投资规模达300亿元

特高压市场空间达千亿规模。2016-2018年，我国每年特高压工程建设完成投资600~1000亿元。特高压纳入“新基建”还将进一步带动投资规模。根据国家电网计划，2020年初步安排电网投资4000亿元以上，特高压项目投资可分为设备、铁塔、线缆和基建等投资。

具体来看，2018年，我国先后核准并开工5条特高压重点工程，投资建设规模达658亿元;2019年，先后核准并开工2条特高压重点工程，投资建设规模达553亿元;2020年，核准并开工“五交两直”共7条特高压重点工程，投资建设规模达919亿元。经初步统计，2021年，中国特高压投资建设规模约为851亿元。