Эксклюзивно раскрывает прошлое и настоящее сверхвысокого напряжения в Китае (первая половина)

В условиях «отсутствия стандартов, опыта и оборудования» в мире, UHV Китая успешно трансформировалось из «начинающего с нуля» в «крупную страну с важным оборудованием», из «Созданного в Китае» в «Лидерство Китая», из «Оборудования в Китае» в «Оборудование мира». Можно сказать, что строительство электросети UHV является самым сложным, самым инновационным и сложным крупным достижением в истории развития энергетики моей страны. Это также важная веха в развитии электроэнергетики Китая и мира.

В контексте пикового выброса углерода и углеродной нейтральности, электросеть сверхвысокого напряжения стала «главной артерией» транспортировки энергии в Китае для «передачи электроэнергии с запада на восток, электроэнергии с севера на юг, воды и огня, дополняющих друг друга, и ветра и солнца, дополняющих друг друга», сломав развитие энергетики и электроэнергии. Глубоко укоренившиеся противоречия привели к фундаментальному преобразованию энергии от локального баланса к крупномасштабному распределению и эффективно способствовали чистой и низкоуглеродной трансформации.

По состоянию на конец 2020 года Китай завершил в общей сложности 35 проектов UHV, включая «14 линий UHV, 16 линий UHV» и «2 линии UHV, 3 линии UHV» в стадии строительства. Общая протяженность линий UHV в эксплуатации и в стадии строительства составляет 48 000 километров.

«Теперь, когда работа UHV увенчалась успехом, люди говорят, что я «отец UHV». Я думаю, что это должно быть «поражение UHV», победитель или проигравший. За эти годы я получил много шрамов из-за своего упорства в работе над UHV. , кто может мне это сказать?» — с волнением сказал Лю Чжэнья, бывший председатель Государственной сетевой корпорации Китая и председатель Организации по развитию и сотрудничеству в области глобального энергетического интернета.

В будущем создание глобального энергетического Интернета с UHV в качестве магистральной сети будет способствовать развитию глобальных баз чистой энергии, взаимосвязи электросетей на разных континентах и в разных странах, будет способствовать комплексному развитию «трех сетей» энергетической сети, транспортной сети и информационной сети, а также обеспечит решения для ресурсных ограничений и экологических проблем. Чтобы преодолеть глобальные проблемы, такие как загрязнение, изменение климата, бедность и болезни, мы откроем новые пути и внесем новый вклад в устойчивое развитие человеческого общества.

В конце 2004 года Лю Чжэнья, который был у руля Государственной сетевой корпорации Китая в течение двух месяцев, и основные руководители Национальной комиссии по развитию и реформам в то время присутствовали на итоговом совещании по приемке проекта передачи постоянного тока «Три ущелья-Гуандун». В мчащемся микроавтобусе Лю Чжэнья был глубоко обеспокоен текущей ситуацией с дефицитом электроэнергии в Китае. Внутреннее энергоснабжение «серьезно препятствует экономическому развитию».

Крупномасштабная транспортировка угля на большие расстояния всегда была основным способом распределения энергетических ресурсов в Китае. Более 70% новых железнодорожных транспортных мощностей используется для транспортировки угля. В начале этого века в моей стране каждые 30 километров вдоль реки Янцзы располагались электростанции. Ежегодные выбросы диоксида серы в районе дельты реки Янцзы достигли 45 тонн на квадратный километр, что в 20 раз превышает средний показатель по стране. Это неотделимо от обратного распределения обеспеченности ресурсами и нагрузки Китая. 76% угля Китая, 80% ветровой энергии и 90% солнечной энергии распределены в западных и северных частях, 80% гидроэнергии распределено на юго-западе, и более 70% потребления электроэнергии сосредоточено в восточных и центральных регионах. Богатые энергией районы находятся далеко от восточных и центральных регионов. Центр спроса находится на расстоянии от 1000 до 4000 километров.

Что касается вопросов о решениях, заданных главными руководителями Национальной комиссии по развитию и реформам, Лю Чжэнья, называющий себя «лидером класса электриков», выступил с «умной идеей»: построить «электрическую магистраль» — сверхвысоковольтную электросеть, чтобы полностью обратить вспять долгосрочную проблему ограничения развития энергетики Китая возможностями транспортировки угля.

UHV относится к технологии передачи переменного тока 1000 кВ и постоянного тока ±800 кВ. Она имеет много преимуществ, таких как большое расстояние передачи, большая емкость, высокая эффективность, низкие потери, низкая себестоимость единицы продукции и экономия пространства, и может эффективно решать проблему энергоснабжения. Безопасность, существующая электросеть небезопасна, экологическая среда небезопасна и другие проблемы.

Как кардинально разрешить противоречия между ограниченностью ископаемых энергетических ресурсов и быстрым ростом спроса, ограниченными возможностями транспортировки угля и электроэнергии и недостаточными возможностями распределения энергетических ресурсов, а также трудностями в разработке и потреблении чистой энергии?

Лю Чжэнья так описал формирование идеи UHV: «До 2000 года я работал в Шаньдуне. В то время электростанции строились везде, где был дефицит электроэнергии. Они не обращали внимания на электросеть и редко задумывались о том, есть ли уголь или достаточна ли пропускная способность транспортировки. Позже, в 2000 году, когда я приехал в Пекин и посмотрел на энергетические ресурсы моей страны, а также на спрос и предложение электроэнергии с более высокого уровня, я понял, что локально сбалансированная модель развития электроэнергии была первопричиной долгосрочной напряженной транспортировки угля и электроэнергии в моей стране и периодического и сезонного дефицита электроэнергии. Чтобы кардинально решить эту проблему, мы должны разработать электросеть с большей пропускной способностью, большим расстоянием передачи и более высоким уровнем напряжения, улучшить «пропускную способность» электросети и однажды сможем распределять электроэнергию по всей стране».

Фактически, Лю Чжэнья, который только что встал у руля Государственной сетевой корпорации Китая, предложил разработку сверхвысокого напряжения, когда он председательствовал на первом партийном собрании. После собрания Государственная сетевая корпорация Китая представила стране документ о разработке UHV. Занавес разработки UHV в Китае официально начался.

Если вернуться еще дальше, то уверенность Лю Чжэнья проистекает из того факта, что потребность Китая в более высоких уровнях напряжения уже была рассмотрена в его дипломной работе.

«Умная идея» передачи сверхвысокого напряжения, которая зрела в голове Лю Чжэнья в течение многих лет, произвела впечатление на всех. На встрече по приемке итогов проекта передачи постоянного тока «Три ущелья-Гуандун» в тот день они заявили, что передача сверхвысокого напряжения — это «хорошая идея и метод решения энергетических проблем». , следует «исследовать и рассмотреть при планировании электроснабжения».

После праздника Весны в 2005 году Государственная сетевая корпорация Китая начала технико-экономическое обоснование. 16 февраля Национальная комиссия по развитию и реформам выпустила документ (Национальное управление по развитию и реформам энергетики [2005] № 282), в котором предлагалось «начать предварительные исследовательские работы по технологиям передачи электроэнергии сверхвысокого напряжения переменного тока на миллион вольт и постоянного тока плюс-минус 800 000 вольт в моей стране». 21 марта руководители Государственного совета председательствовали на заседании, а Лю Чжэнья выступил с докладом. В протоколе этого заседания (Гоюэ [2005] № 21) было четко согласовано развитие сетей электропередач сверхвысокого напряжения и включение сверхвысокого напряжения в национальный план основного оборудования.

После многих лет планирования строительство UHV нажало «кнопку ускорения». Но вскоре после того, как развитие UHV было одобрено руководством Госсовета, появился и голос оппозиции.

В мае 2005 года в Госсовет был представлен доклад под названием «Проблемы и предложения по развитию сетей сверхвысокого напряжения». В нем предлагалось рассмотреть вопрос о необходимости и безопасности строительства сети напряжением 1000 киловольт поверх существующей сети напряжением 500 киловольт.

Три дня спустя Государственный совет обратился к Национальной комиссии по развитию и реформам с просьбой организовать экспертные обсуждения. Начались затяжные «дебаты» по UHV.

С 21 по 23 июня 2005 года Национальная комиссия по развитию и реформам организовала в Бэйдайхэ семинар по технологии передачи сверхвысокого напряжения. Демонстрационные материалы, размещенные на месте, были толщиной в полметра. «Более 200 человек посетили семинар, включая как экспертов по электрике, так и экспертов по энергетическому оборудованию».

Вопросы, поднятые экспертами, в основном касаются четырех аспектов: сравнение передачи угля и электроэнергии, экономичность сверхвысокого напряжения, безопасность и электромагнитное воздействие на окружающую среду.

Фактически, по сравнению с передачей переменного тока сверхвысокого напряжения 500 кВ, дальность передачи переменного тока сверхвысокого напряжения 1000 кВ увеличивается в 2-3 раза, пропускная способность увеличивается в 4-5 раз, потери при передаче составляют всего 1/3, а ширина коридора составляет всего 1/3, удельная стоимость составляет всего 70%.

По сравнению с передачей постоянного тока сверхвысокого напряжения ±500 кВ дальность передачи постоянного тока сверхвысокого напряжения ±800 кВ и ±1100 кВ увеличилась в 2-3 раза и 5-6 раз соответственно, а пропускная способность увеличилась в 2-3 раза и 4-5 раз, потери при передаче составляют менее 1/2, 1/4, ширина коридора единичной мощности составляет всего 65%, 55%, а удельная стоимость составляет всего 65%, 40%.

По сравнению с транспортировкой угля, электроэнергия из крупных угольных электростанций в северной части запада транспортируется в центры нагрузки в восточной и центральной части по сверхвысокому напряжению, а цена на электроэнергию в сети на 0,06–0,13 юаня/кВт·ч ниже, чем местная базовая цена на электроэнергию для угольной энергетики.

Кроме того, показатели электромагнитной обстановки проектов по передаче сверхвысокого напряжения соответствуют национальным стандартам, а уровень шума значительно ниже, чем у проектов по передаче 500 кВ.

С момента ввода в эксплуатацию первого проекта UHV в моей стране в 2009 году и по сей день моя страна построила 30 проектов UHV AC и DC, полностью подтвердив безопасность UHV. Благодаря мощной поддержке энергосистемы UHV энергосистема моей страны в настоящее время является единственной сверхбольшой энергосистемой в мире, которая не испытала масштабных отключений электроэнергии.

На встрече большинство людей высказались за внедрение UHV. Даже если некоторые люди поднимали вопросы, требующие улучшения или внимания, они в целом соглашались с этим. Государственная сетевая корпорация Китая призвала «условия для проведения строительства тестовых демонстрационных проектов уже созданы, и рекомендуется, чтобы тестовые демонстрационные проекты были одобрены как можно скорее».

В конце сентября 2005 года технико-экономическое обоснование демонстрационного проекта по испытанию сверхвысоковольтной линии переменного тока напряжением 1000 кВ в юго-восточной провинции Шаньси-Наньян-Цзинмэнь успешно прошло национальное утверждение.

После конференции в Бэйдайхэ развитие сверхвысокого напряжения пошло не гладко, и некоторые учреждения и специалисты вновь высказали различные мнения.

31 октября 2005 года Национальная комиссия по развитию и реформам провела свой второй демонстрационный митинг и специально пригласила на него тех, кто выступал против UHV.

На встречу были приглашены старые лидеры, такие как бывший министр электроэнергетики Ши Дачжэнь и бывший заместитель министра электроэнергетики Лу Яньчан. Участвующие эксперты написали письменные мнения и подписались.

После двух встреч возражения по-прежнему были сосредоточены на таких вопросах, как безопасность, экономичность и надежность UHV, особенно применение технологии AC UHV и вытекающая из этого синхронная электросеть переменного тока и безопасность большой электросети. Существуют разные мнения. После праздника весны в 2006 году некоторые люди снова предложили тщательно рассмотреть развитие технологии UHV.

UHV когда-то стало деликатной темой и начало попадать в «странный круг» «петиция экспертов — отчет Государственной сетевой корпорации Китая — правительственная демонстрация — повторная петиция экспертов — повторный отчет Государственной сетевой корпорации Китая — повторная правительственная демонстрация».

Позже Чжан Гобао, бывший заместитель директора Национальной комиссии по развитию и реформам и бывший директор Национальной энергетической администрации, вспоминал в книге «Голубая нить»: «Из-за слишком большого количества споров строительство UHV было отложено». «Не говорите о Лю Чжэнья, такие люди, как мы, люди чувствуют себя физически и морально истощенными. На самом деле, спорить не страшно, но есть проблема в том, чтобы просто спорить, не принимая решения».

27 ноября 2006 года Государственная электросетевая корпорация Китая провела международный семинар по технологии передачи сверхвысокого напряжения. На встрече Коваль, тогдашний генеральный секретарь Международной конференции по крупным электросетям, считал, что не существует никаких технических проблем с осуществимостью разработки сверхвысокого напряжения. В то время мнения относительно целесообразности разработки сверхвысоковольтной технологии были относительно единодушны.

Однако, несмотря на то, что первый проект сверхвысокого напряжения безопасно функционирует уже более пяти лет, а многие последующие проекты сверхвысокого напряжения были завершены и эксплуатируются безопасно, некоторые люди все еще продолжают подвергать его сомнению.

С этой целью в марте 2014 года Национальный комитет Народного политического консультативного совета Китая организовал специальный опрос. 15 мая Национальный комитет Народного политического консультативного совета Китая провел двухнедельный консультационный симпозиум для изучения основных вопросов, связанных с развитием UHV. На встрече Государственная сетевая корпорация Китая сделала всеобъемлющий и систематический доклад по основным вопросам, таким как, почему ей необходимо развивать технологию UHV, почему ей необходимо построить синхронную электросеть «Три Китая» и почему электросети UHV должны координировать развитие переменного и постоянного тока. Эта встреча в значительной степени способствовала развитию UHV, но первоначальные оппоненты все еще упорствовали в своем несогласии.

В любом случае, Национальный комитет Народного политического консультативного совета Китая, конференция в Бэйдайхэ, заседание Национальной комиссии по развитию и реформам и Международная конференция UHV — все это неизбежные идеологические дебаты в истории развития UHV в Китае.

Дилемма «идеологического освобождения». В процессе развития UHV самой большой проблемой являются прежде всего идеологические вопросы.

Энергетическая промышленность Китая десятилетиями привыкла следовать по стопам развитых стран Европы и США. Некоторые люди имеют фиксированный образ мышления и считают, что иностранцы не могут этого сделать, и китайцы тоже не могут.

Но, похоже, как бы высоко ни развивалось UHV, оно никогда не разбудит тех, кто притворяется спящим. Поэтому на разных этапах развития UHV всегда будут звучать разные голоса. В первые дни некоторые люди предполагали, что нашей стране не нужно UHV, и существующие уровни напряжения могут соответствовать требованиям; позже также указывалось, что основная технология UHV не может быть решена китайцами, а ключевое оборудование не может быть изготовлено; на этапе строительства проекта указывалось, что проблема электромагнитной среды не может быть решена; после того, как он был введен в эксплуатацию, указывалось, что оборудование ненадежно, а электросеть небезопасна и неэкономична. После того, как многие проекты работали безопасно и стабильно в течение многих лет, также указывалось, что UHV AC не нужен, а нужен только UHV DC. Споры обострялись. Как сказал бывший министр электроэнергетики Ши Дачжэнь: «Если мы будем придерживаться старых взглядов, никто не будет развиваться. Я просто надеюсь, что некоторые люди смогут проснуться раньше».

За два дня до Нового года в 2006 году технология передачи сверхвысокого напряжения была официально включена в «Национальный среднесрочный и долгосрочный план развития науки и технологий (2006-2020)». Однако некоторые люди все еще указывали на то, что в плане планирования не упоминался уровень напряжения и не было четко сказано, что это сверхвысокое напряжение.

В этой связи Чжан Гобао вспоминал: «Некоторые люди говорили, что в «Концепции» не говорилось, какой уровень напряжения, и не указывалось на сверхвысокое напряжение. Позже я просмотрел его, и там было ясно написано. Постоянный ток составляет ±800 киловольт, а переменный ток — 1000 киловольт. «Я думаю, что разработка сверхвысокого напряжения по-прежнему является консенсусом большинства научных и технических работников».

Чтобы активно реагировать, Государственная сетевая корпорация Китая много раз отчитывалась перед Государственным советом и писала многочисленные отчетные материалы, объясняя, что нет неизбежной связи между уровнем напряжения и масштабом электросети и безопасностью. Ключом к обеспечению безопасности электросети является прогресс, применимость и уровень управления эксплуатацией структуры и технических средств электросети.

Чтобы полностью понять развитие UHV, Государственная электросетевая корпорация Китая организовала экспертов для проведения полевых инспекций в Японии, России и других странах. В 2005 году во время своей инспекции в Японии Лю Чжэнья даже остановился и поднялся на гору, чтобы послушать шум линий UHV. В то время Япония строила линии электропередачи UHV, но они всегда работали при пониженном напряжении 500 кВ. Три однофазных трансформатора для испытаний на испытательной станции UHV, произведенные Hitachi, Toshiba и Mitsubishi, всегда были включены для опытной эксплуатации. Во время инспекции в России я увидел, что выключатели UHV, разработанные во времена бывшего Советского Союза, имели до 12 переломов (китайские выключатели UHV обычно имеют 2 перелома), которые были громоздкими и грубыми. Это также ограничивалось технологиями и материалами того времени.

Согласно результатам проверки, зарубежные разработки сверхвысокого напряжения либо все еще находятся на стадии исследований, либо не доведены до коммерческой эксплуатации по техническим или экономическим причинам.

«В то время я увидел, что проекты UHV в Японии и России оказались неудачными. Я находился под большим давлением. Но ради национального развития, независимо от того, насколько велик был риск, мы должны были сделать проекты UHV успешными». Много лет спустя Лю Чжэнья использовал два слова «страх». Есть только одно слово, чтобы описать это путешествие.

Хотя процесс идеологической эмансипации труден, без эмансипации невозможно продвигать инновационное развитие UHV. Лучший способ утихомирить споры — это, очевидно, доказать это фактами. Как сказал в 2015 году бывший министр электроэнергетики Ши Дачжэнь, внутренние дебаты по UHV еще не закончились, но фактические результаты, достигнутые за последнее десятилетие, доказали, что даже если есть разные мнения, UHV — это путь, по которому нужно идти.

Еще не закончено! Пожалуйста, прочтите вторую половину. Спасибо!