新中國成立以來,在黨的領導下我國電網實現了跨越式發展,逐步建成以特高壓為骨干網架的堅強智能電網,支撐經濟社會發展,滿足人民日益增長的美好生活需要。“十四五”開局之年,我國開啟全面建設社會主義現代化國家新征程,電網發展將再上新臺階,為經濟社會發展提供更強勁的電力支撐。
世界領先交直流混聯電網實現全國互聯
隨著社會發展和技術進步,歷經百年奮斗,凝聚幾代人心血,我國電網實現了從弱到強、從孤立分散到互聯互通的跨越式發展,整體水平世界領先。
我國電力工業雖起步較早,但一度發展緩慢。1949年新中國的成立為電力工業有序快速發展帶來了曙光。此后,從1954年的第一條220千伏輸電線路松東李線,到1972年的第一個330千伏輸電工程劉家峽—天水—關中工程,東北220千伏和陜甘青330千伏骨干網架相繼形成。
1978年,改革開放的大幕拉開。1979年5月召開的中國電力工業會議明確了方向——電力工業發展要走聯網道路。
1981年12月,500千伏河南平頂山—湖北武昌超高壓輸變電工程的投產,標志著我國電網發展邁入500千伏時代。
到2002年,我國電網形成東北、華北、華中、華東、西北和南方六大區域電網,500千伏主網架基本形成,西北330千伏主網架日趨完善。
與此同時,區域聯網也逐步加強。1989年,±500千伏葛洲壩—上海直流輸電線路實現華東、華中電網異步聯網。1997年,三峽向華東、廣東送電的直流輸變電工程陸續開工。2001年,華北與東北電網通過500千伏線路實現跨大區交流聯網。2005年,西北至華中靈寶直流背靠背換流站工程投運,實現了西北與華中電網互聯。
同一年,青海官亭至甘肅蘭州東750千伏輸變電示范工程投運,我國電網電壓等級提高到750千伏。
隨著經濟社會發展對電力供應的要求越來越高,我國能源資源與需求逆向分布的特征逐漸凸顯,遠距離、大容量輸電方式成為必然選擇。
2004年,我國提出發展特高壓。2009年1月,我國第一條特高壓交流輸變電工程——1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程投運。來自山西煤炭基地的電能搭乘這條空中“電力高速”奔向中原大地。
有了該工程作示范,以及技術自主創新的加持,特高壓交直流電網日漸織密。據統計,截至2021年6月底,國家電網經營區累計建成“13交13直”特高壓工程,跨區跨省輸電能力超過2.6億千瓦。
大電網延伸范圍也不斷拓展。2011年,±400千伏青藏聯網工程投運,除臺灣省外,全國聯網格局基本形成。繼該工程后,國家電網公司又陸續建成川藏、藏中以及阿里聯網工程。這4條電力天路讓西藏形成覆蓋全區300多萬人的統一電網。
如今,以特高壓和500(750)千伏電網為主網架的交直流混聯電網在華夏大地上縱橫交錯。這是全球能源資源配置能力最強、并網新能源裝機規模最大,同時也是安全運行水平最高的電網之一,迄今沒有發生大停電事故。伴隨著主網架日益堅強,城鄉配電網也不斷發展完善,統一大電網在保障電力供應、優化資源配置等方面發揮著巨大作用。
跨區輸送通道助力能源資源優化配置
今年6月21日,±800千伏雅中—江西特高壓直流工程投產。四川雅礱江中游梯級電站及白鶴灘電站首批機組發出的清潔水電將送往江西,“西電東送”又添一條清潔能源大動脈。
如今很難想象,跨省送電規模位居全國前列的四川,曾經用電需要“接濟”。改革開放之初,省內新建水電項目少,電力供應嚴重不足,網架建設也十分薄弱。1983年,原西南電管局向原水電部匯報“西電東送”的設想后,“三江”水電資源逐步開發。1998年8月,二灘500千伏輸變電一期工程并網,二灘水電站首臺機組并網發電,四川超高壓輸電網形成,為缺電歷史畫上了句點。
四川水電資源近年來得到大規模開發,電力外送通道建設也緊跟其上。國網四川省電力公司特高壓四川段業主項目部常務副經理蔣樂從2006年年底就開始參與省內特高壓規劃與建設:“預計‘十四五’時期,省內水電總裝機量將突破1.1億千瓦。”據他介紹,四川目前已有“5直8交”13條電力外送通道,除了預計2022年投運的白鶴灘—江蘇直流,還規劃了白鶴灘—浙江、金沙江上游—湖北等特高壓直流輸電工程。
1999年9月,黨的十五屆四中全會明確提出實施“西部大開發”和“西電東送”戰略。隨著政策實施,西部興建了一批大型能源基地。落實“西電東送”戰略,把西部的資源優勢轉化為經濟優勢,加快建設遠距離、大容量輸電的特高壓通道勢在必行。
2021年3月22日,新疆電力交易中心數據顯示,新疆新能源外送電量累計突破千億千瓦時大關,達到1036億千瓦時。新疆“風光火”電力資源豐富,可打捆外送。以±1100千伏昌吉—古泉特高壓直流工程為代表的外送通道助推了這些資源的大規模開發利用。“近年來外送通道不斷完善,我們企業規模也有所擴大,2020年裝機容量新增5萬千瓦。今年我們電場風機可利用率達99.21%,同比提高了1.2%,同比增收30%。”華能新疆托克遜白楊河風電場負責人謝育哲說。目前新疆已形成“內供四環網、外送四通道”電網網架格局,并力爭“十四五”末形成“內供七環網、外送六通道”網架新格局。
2014年,習近平總書記提出“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,能源生產與消費低碳轉型加速。到2020年,我國非化石能源占一次能源消費比重達15.9%,水電、風電、光伏發電、在建核電裝機規模等多項指標保持世界第一;截至2020年年底,國家電網經營區清潔能源裝機7.1億千瓦,占比42%,其中風電和太陽能發電裝機4.5億千瓦。
2020年12月30日,世界首個新能源遠距離輸送大通道±800千伏青海—河南特高壓直流工程建成投運,每年可將“三江之源”的400億千瓦時清潔電量送到河南,可替代原煤1800萬噸。
黨的十八大以來,哈鄭、賓金、寧浙直流等一系列特高壓重點工程陸續投產。截至2020年年底,國家電網經營區跨省區輸電能力達2.3億千瓦,輸送的清潔能源電量占43%,實現全國范圍資源優化配置。
清潔低碳轉型還將進一步加快。2020年9月,我國向國際社會作出力爭2030年前二氧化碳排放達峰、2060年前實現碳中和的承諾。2021年3月1日,公司發布央企首份碳達峰、碳中和行動方案,其中明確提出推動電網向能源互聯網升級,著力打造清潔能源優化配置平臺,加快構建堅強智能電網,加大跨區輸送清潔能源力度。
跨區輸電通道建設將為大規模電力外送消納提供更堅強的支撐。“十四五”時期,國家電網經營區特高壓建設以輸送清潔能源為主,將規劃建設7回直流線路,新增輸電能力5600萬千瓦;到2025年,跨省跨區輸電能力將達3億千瓦,輸送零碳能源占比將達50%,可減少二氧化碳排放13.4億噸。
高可靠性城市配電網滿足人民美好生活需要
上海是我國第一個用電的城市。1882年,英國人立德爾招股籌銀成立上海電氣公司,這是上海第一家電廠。當年7月26日,電廠第一批電燈亮起。新中國成立后,上海電力工業歸于人民,開啟發展新篇章。
改革開放后,居民生活水平大幅提升,家用電器數量激增,上海市區老舊的供電線路漸漸不堪重負。人口密集的中心城區經歷了幾輪用電“卡脖子”的瓶頸期,倒逼配電網不斷改造升級。如今,上海已成為一個流光溢彩的國際大都市,市區電網供電可靠率達99.9991%,多年保持世界一流水平。
上海電網的發展如同一個縮影,印證著堅強城市電網對社會民生的重要意義。改革開放以來,我國城市電網不斷完善升級。從城市家庭必備煤油燈到一年幾乎不停一次電,從“多戶一表”到“一戶一表”再到智能電表,從大街小巷電線滿布到電纜入地……城市電網舊貌換新顏,有力支撐了地方經濟發展和人民生活水平提升。
在首都北京,1888年第一盞電燈從紫禁城亮起,如今每晚6000多盞華燈將長安街映照得璀璨奪目。在古都西安,民國時期只有公營的西京電廠向市區供電,如今早已形成統一可靠的配電網,大唐不夜城等景點燈火通明。在海濱城市大連,1890年旅順大石船塢建起的小發電廠點亮東北地區的第一盞電燈,如今政府傾力打造的東港商務區將全面升級,力爭建設一流區域配電網。
經濟社會高質量發展對城市電網提出越來越高的要求。2009年,國家電網公司啟動智能電網建設。2017年,公司選擇北京、天津、上海、青島、南京、蘇州、杭州、寧波、福州、廈門10個大型城市,全面提高城市配電網可靠性和供電質量,用4年時間打造“安全可靠、優質高效、綠色低碳、智能互動”的世界一流城市配電網。
隨著新型電力系統的建設,配電網功能還將不斷升級——承接、配送上級電網的大規模電力,靈活接入各類分布式能源,并實現多種能源形式的互聯互通互補;借助先進信息支撐技術,實現新能源汽車、儲能、多類型負荷等多元主體的靈活接入與互動,提升可再生能源消納能力和終端用戶的能源市場價值。
如今,在福建廈門島內的嶺兜軟件園1號開關站,智能巡檢機器人會定期自主開展設備日常巡查。站房環境監測系統保持24小時運轉,一旦發現隱患會自動告警。2020年年底,廈門電網建成世界一流城市配電網,實現配電自動化主站故障“全研判”、設備“全遙控”,建立起基于智慧物聯的配電網智能巡檢體系。
在江蘇蘇州吳江區同里鎮,全國首個多電壓等級交直流配電網示范項目的九里直流中心站已經開始設備進場安裝。該項目包含10千伏、750伏、375伏三個直流電壓等級,可實現光伏、儲能裝置、電動汽車等直流電源和負荷“即插即用”,為分布式清潔能源就地消納提供可行方案。近年來,蘇州供電公司先后實施電力電子變壓器、直流配用電系統、用戶與電網友好互動等3項國家重點研發計劃項目,建成全國規模最大的主動配電網綜合示范區。
高效、綠色、智能、互動……越來越多地區正探索賦予城市配電網更強大的功能,滿足客戶多元需求,為地區經濟發展和人民美好生活提供不竭動能。
電網發展大事記
★1954年
新中國第一條220千伏輸電線路松東李線全線竣工,東北220千伏骨干網架逐漸形成。
★1972年
第一個330千伏輸變電工程——劉家峽—天水—關中工程投運,陜甘青330千伏電網骨架初步形成。
★1981年
第一個500千伏輸變電工程——500千伏平頂山—武昌輸變電工程投運。
★1989年
±500千伏葛洲壩—上海直流輸電線路實現跨大區異步聯網。
★1997年
三峽向華東、廣東送電的輸變電工程陸續開工。
★2000年
天生橋至廣州北郊的±500千伏天廣直流輸電工程單極投運,次年6月雙極投運。該工程雙極輸送容量180萬千瓦,是20世紀我國投產的輸電容量最大的直流輸電項目。
★2002年
輸電容量為300萬千瓦的±500千伏三峽—常州直流輸電工程Ⅰ級系統送電成功。
★2005年
我國第一個750千伏輸變電工程——官亭至蘭州東輸變電示范工程建成投運。
★2007年
國家電網公司重大科技創新項目——江蘇電網安全穩定實時預警及協調防御系統投入試運行,標志著我國大電網安全穩定控制關鍵技術取得重大突破。
★2009年
我國首個特高壓交流輸變電工程——1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程投運,標志著我國在特高壓核心技術和設備國產化上取得重大突破。
★2010年
● 我國首個特高壓直流輸電工程——±800千伏向家壩—上海特高壓直流輸電示范工程投運。
● 我國第一個智能電網綜合示范工程——上海世博園智能電網綜合示范工程建成。
★2011年
● ±400千伏青藏聯網工程投運,除臺灣省外,全國聯網格局基本形成。
● ±660千伏寧東—山東直流輸電示范工程建成投運。這是世界上首個±660千伏電壓等級的直流輸電工程。
● 我國自主設計、建造的世界上規模最大的風電、光伏發電、儲能及智能輸電四位一體的新能源試驗示范平臺——國家風光儲輸示范工程在張家口竣工投產。
★2014年
世界首個五端柔性直流輸電工程、國家電網公司重大科技示范項目——浙江舟山多端柔性直流輸電工程投運。
★2015年
廈門±320千伏柔性直流輸電工程投運,是當時世界上電壓等級最高的柔直工程。
★2019年
● ±1100千伏準東—皖南特高壓直流輸電工程、蘇通1000千伏交流特高壓GIL綜合管廊工程竣工投產。
● 舟山500千伏聯網輸變電工程投運,創造了建設世界最高輸電高塔、敷設世界首條500千伏交聯聚乙烯海纜等14項世界紀錄。這是我國電力建設史上規模最大、技術難度最大的跨海聯網輸變電工程。
● 渝鄂直流背靠背聯網工程投運,實現川渝電網與華中電網異步互聯,在世界上首次將柔性直流輸電電壓提升至±420千伏。
★2020年
● 世界首個新能源遠距離輸送大通道±800千伏青海—河南特高壓直流工程建成投運。
● 張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程竣工投產,創造了世界上第一個真正具有網絡特性的直流電網等12項世界第一。
● 1000千伏張北—雄安特高壓交流輸變電工程投運,將保障北京2022年冬奧會場館100%用上清潔電能,每年可為雄安新區輸送超過70億千瓦時清潔電能。
★2021年
±800千伏雅中—江西特高壓直流工程竣工投產,是加快四川水電消納、滿足中東部綠色發展需求的重大輸電項目。
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