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2013年，“特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設(shè)備及工程應(yīng)用項目”榮獲2012年度國家科學(xué)技術(shù)進步獎特等獎。這是由國家電網(wǎng)公司牽頭、國內(nèi)百余家電力和機械行業(yè)的科研、設(shè)計、制造單位和高校協(xié)同攻關(guān)的成果。
在主要完成50人的獲獎名單中，陳維江排名第二，他的專業(yè)背景是高電壓與絕緣技術(shù)，從事該技術(shù)領(lǐng)域的人大多知曉，在其任國網(wǎng)武漢高壓研究院院長期間，主持研發(fā)建設(shè)了中國第一個特高壓交流試驗基地，主持過多項特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)研究，為中國特高壓電網(wǎng)的建設(shè)做出了重要的知識貢獻，由此奠定了在中國高電壓研究領(lǐng)域的權(quán)威。記者在半年內(nèi)先后兩次采訪了陳維江。
曾經(jīng)落后西方
媒體：在輸電技術(shù)領(lǐng)域，上世紀(jì)中國與發(fā)達國家的差距有多大?
陳維江：從世界電網(wǎng)的發(fā)展歷程看，輸電網(wǎng)已經(jīng)有100多年歷史了。但是，就輸電技術(shù)從低電壓到高電壓等級提升的過程看，西方國家一直領(lǐng)先，中國比世界發(fā)達國家首次出現(xiàn)更高電壓等級輸電網(wǎng)的時間都晚了20多年。1972年6月16日，我國自行設(shè)計、自行制造設(shè)備、自行施工安裝的第一條330千伏超高壓輸變電工程——劉(劉家峽)-天(天水)-關(guān)(關(guān)中)線路投入運行，而瑞典早在1952年就已經(jīng)建成380千伏的輸電工程了。不僅如此，750千伏輸電技術(shù)我們則晚了40年。1965年加拿大最早建成麥尼夸根-魁北克市-蒙特利爾735千伏的輸電工程，而我國首次全面掌握750千伏電網(wǎng)建設(shè)及運行技術(shù)是在2005年，建成青海官亭至甘肅蘭州東輸變電工程。
媒體：從規(guī)律上看，輸電網(wǎng)電壓等級提升的周期一般是多長時間?
陳維江：在用電負(fù)荷持續(xù)增長的前提下，從低電壓等級向高電壓等級的提升周期一般是10年到20年左右。低電壓等級時間相對短一些，而高電壓等級從研發(fā)到運營一般的時間尺度都要在20年左右，而從超高壓到特高壓則經(jīng)歷了接近20年的時間。
媒體：為什么中國亮起第一盞電燈只比世界第一盞電燈的誕生晚三年，而電網(wǎng)的建設(shè)會有20-40年的差距呢?
陳維江：是的，1882年7月26日上海首次點燃15盞電燈，距1879年10月27日世界第一盞電燈的誕生時間不算長。但是，輸電技術(shù)發(fā)展及電網(wǎng)建設(shè)與一個國家的經(jīng)濟發(fā)展水平密切相關(guān)。改革開放以來，我國電力工業(yè)發(fā)展迅速。到2013年年底，全國發(fā)電裝機容量高達12.3億千瓦，超過美國成為世界上發(fā)電裝機容量最大的國家。電力生產(chǎn)不僅與經(jīng)濟增長呈正相關(guān)的關(guān)系，電力的發(fā)展與經(jīng)濟發(fā)展的軌跡吻合。由此看來，長時間以來西方國家經(jīng)濟較發(fā)達，對電力生產(chǎn)傳輸?shù)纳墦Q代需求較旺，技術(shù)發(fā)展自然也比較快，直到2009年中國建成特高壓輸電工程，才開始改變這個格局。
特高壓在世界各國的探索
媒體：世界首條特高壓輸電線路于1985年在前蘇聯(lián)建成，為什么沒有長期運行?
陳維江：你說的對。前蘇聯(lián)于1985年建成從?；退箞D茲-科克切塔夫-庫斯坦奈1150千伏特高壓線路，線路全長900公里，但是僅斷續(xù)運行了5年的時間，1991年蘇聯(lián)解體以后特高壓工程下馬了，由原來1150千伏降到500千伏。有三個原因：其一是政治原因，前蘇聯(lián)的解體導(dǎo)致這條線路已經(jīng)不在俄羅斯本土，而是在哈薩克斯坦境內(nèi);其二是經(jīng)濟原因，前蘇聯(lián)解體后，15個加盟國經(jīng)濟快速下滑，對電力的需求大大下降;第三是技術(shù)原因。不僅是設(shè)備，包括輸電線路方面的技術(shù)，比如像電磁環(huán)境的控制等等不是很好。綜合因素使其降到500千伏運行。
媒體：世界各國從什么時間開始研究與建設(shè)特高壓輸電網(wǎng)?
陳維江：是在20世紀(jì)的60到90年代，包括美國、日本、前蘇聯(lián)、意大利等，這些國家當(dāng)時經(jīng)濟快速增長，對電力的需求旺盛，建設(shè)特高壓電網(wǎng)有很大的動力。但是只有前蘇聯(lián)建成工程，盡管后來降低了電壓，而其它國家都沒有建成完整的工程。
比如美國，1967年開始對1000千伏特高壓輸電的特性研究，當(dāng)時主導(dǎo)這項技術(shù)研究的有美國電力公司(American Electric Power，AEP)和美國邦那維爾電力公司(Bonneville Power Administration，BPA)，他們建了一些實驗設(shè)施，甚至曾經(jīng)規(guī)劃了工程，但是沒有實施。主要原因是遇到上個世紀(jì)70年代的石油危機。另外，美國的能源需求的不平衡性不是很突出，對特高壓遠(yuǎn)距離、大能量的傳輸需求隨著經(jīng)濟增速的放緩和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，原來所規(guī)劃的特高壓電網(wǎng)的建設(shè)和技術(shù)的應(yīng)用就都擱置了。客觀地說，上個世紀(jì)美國在世界上研究特高壓輸電技術(shù)算是比較領(lǐng)先的，但是美國沒有工程應(yīng)用。
媒體：日本的情況呢?
陳維江：日本是一個多島小國，國土面積只有38萬平方公里，對特高壓遠(yuǎn)距離、大能量輸送的訴求客觀上沒有大國的需求旺盛。但是上個世紀(jì)日本的經(jīng)濟高速發(fā)展，面對日本資源短缺，上個世紀(jì)60-70年代曾規(guī)劃千萬千瓦的核電群項目，其負(fù)荷中心在東京灣，如果用500千伏輸送，輸電線路將比較密，占用的走廊面積大;如提升輸電壓等級，可提高輸電效率、節(jié)約土地資源。日本基于這樣的需求也研究特高壓輸電。
日本研發(fā)出特高壓相關(guān)的設(shè)備，還建了2條同塔雙回路的特高壓交流線路，其中一條就是從福島送往東京的線路。2條輸電線路約430公里，分別于1992年和1999年建成。雖然建成了2條線路，設(shè)備也有了，但并不是完整的工程，因為變電站還是500千伏設(shè)備。日本1000千伏特高壓線路傳輸一直降壓至500千伏等級。其原因仍然是受經(jīng)濟的危機影響需求下降，原來所規(guī)劃的大規(guī)模核電未付諸實施。在福島沒有出事之前，我們曾經(jīng)詢問日本東京電力的同行究竟是否上特高壓，當(dāng)時他們還說我們盡快要上馬，但是福島核電事故以后，日本投運特高壓的可能性就更小了。
媒體：意大利是不是也開展過特高壓輸電工程實踐?
陳維江：意大利在歐洲算得上工業(yè)基礎(chǔ)強國。通常歐洲國家的最高電壓等級為380千伏，最高運行電壓是400千伏。意大利當(dāng)時工業(yè)比較發(fā)達，想把南部的煤電送到北部，為此研究特高壓輸電技術(shù)。他們當(dāng)時選的標(biāo)稱電壓是1050千伏，并建立了實驗站，對絕緣與電磁環(huán)境特性做了一些研究，也建成了幾十公里的試驗線段，但是原來規(guī)劃的工程沒有上，還是因為經(jīng)濟的原因。美國、日本加上意大利都曾經(jīng)研究開發(fā)過特高壓，最終由于經(jīng)濟原因停滯或者暫緩，或者是降低輸電等級。
1988年國際大電網(wǎng)委員會成立了一個工作組，對世界范圍內(nèi)特高壓輸電技術(shù)的開發(fā)做過一個調(diào)研總結(jié)，其結(jié)論是：特高壓交流輸電技術(shù)沒有不可逾越的障礙，已經(jīng)基本上達到可以應(yīng)用的程度。正是鑒于上述國家的實踐，特高壓在技術(shù)方面已經(jīng)沒有障礙。
媒體：這些國家在上個世紀(jì)70年代開展的特高壓輸電的研究，前提是預(yù)測未來電力需求急驟增長，如果不上新的電壓等級，電網(wǎng)可能滿足不了需要。但是實際上70年代末這些國家經(jīng)濟發(fā)展變緩，電力需求量年增長只有1%～2%，因此特高壓輸電研究擱置，特高壓計劃取消，這倒是印證了經(jīng)濟學(xué)生產(chǎn)可能性曲線原理。
陳維江：是的。發(fā)達國家雖然研究了特高壓輸電技術(shù)，但是由于經(jīng)濟下滑產(chǎn)生了技術(shù)的閑置，未能完成經(jīng)濟資源和生產(chǎn)技術(shù)最大限度的組合。而中國恰恰是存在經(jīng)濟增長的潛力，即存在生產(chǎn)可能性-市場的需求。同時，上世紀(jì)的特高壓輸電技術(shù)和設(shè)備均不成熟，也沒有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
中國特高壓為何是自主創(chuàng)新
媒體：談到特高壓傳輸，聽到最多的是“自主創(chuàng)新”。我的問題是，在我們之前已經(jīng)有歐美國家的實踐，何來自主與創(chuàng)新?
陳維江：長期以來，中國電力技術(shù)的發(fā)展，從高壓到超高壓輸電技術(shù)研發(fā)，實際上是走了引進、吸收、消化、再創(chuàng)新的道路，或者叫跟蹤式的發(fā)展技術(shù)路線。關(guān)于特高壓，中國到底有哪些創(chuàng)新?如果按照過去的發(fā)展模式，我們是不是仍舊可以走引進、吸收、消化、再創(chuàng)新的技術(shù)路線呢?回答是不可行的。
媒體：為什么?
陳維江：發(fā)達國家雖然開展過特高壓試驗研究，蘇聯(lián)還建設(shè)了輸電工程，但是并沒有形成成熟的技術(shù)和設(shè)備，更沒有完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系以供參考。雖然國際大聯(lián)網(wǎng)委員會認(rèn)為已經(jīng)沒有障礙了，但是如果我們依舊走老路，馬上遇到一個問題：當(dāng)中國建設(shè)500千伏電網(wǎng)時，我們還能夠買到“八國聯(lián)軍”的設(shè)備，但是建設(shè)1000千伏電網(wǎng)，技術(shù)與設(shè)備從哪里引進?我們即便是有錢，但是在國際市場買不到!另外，雖然特高壓輸電技術(shù)國外研究過，但是別人的研究并不等于你就掌握了;加之上個世紀(jì)的技術(shù)，已經(jīng)同目前科學(xué)技術(shù)的進步無法相比——眾多新的材料的出現(xiàn)，計算技術(shù)的發(fā)展，特別是輸電線路對環(huán)境的敏感，已經(jīng)不可能照搬。關(guān)鍵是國外的技術(shù)還存在一定的缺陷，即使前蘇聯(lián)建成了完整的工程，當(dāng)時變電站采用敞開式布置，技術(shù)顯然落后了。在這樣的情況下，我們面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，采用引進、消化、吸收再創(chuàng)新的技術(shù)路線去攻克，走不通了，必然走自主創(chuàng)新之路。
媒體：這個技術(shù)路線非常獨特，不同于高鐵和大飛機，有點類似于原子彈以及航天技術(shù)研發(fā)的路線。
陳維江：無論是西門子、ABB或者日本三大電氣制造公司，即便他們擁有特高壓設(shè)備制造技術(shù)，也不會無償給我們。當(dāng)然，科學(xué)技術(shù)規(guī)律是無國界的，特高壓技術(shù)研發(fā)的思路、方法及部分結(jié)論是可以參考的。遺憾與慶幸同在：當(dāng)今世界上沒有特高壓輸電的成熟技術(shù)和設(shè)備，關(guān)鍵參數(shù)與技術(shù)特性的獲取，也只能立足于自主創(chuàng)新。所以說特高壓給了中國一次跨越式發(fā)展與自主創(chuàng)新的歷史性機會。
媒體：但是其難度也是顯而易見的。
陳維江：是的。中國歷史上電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展都是跟蹤式的發(fā)展，縮短趕上世界先進水平已經(jīng)很難了，而現(xiàn)在要超越發(fā)達國家，提升一個電壓等級，這意味著要超越現(xiàn)有的工業(yè)基礎(chǔ)，超越已有的技術(shù)與人才儲備，全面掌握特高壓的輸電技術(shù)，自主研發(fā)的難度確實很大。
媒體：2004年年底，國家電網(wǎng)公司正式提出發(fā)展特高壓輸電技術(shù)，為何在短短5年后就能夠建成一條特高壓輸電示范工程?
陳維江：實際上，中國在特高壓輸電技術(shù)的研究領(lǐng)域一直跟蹤著國外的技術(shù)發(fā)展，過去電力部門下屬的科研單位，從1986年起，就做一些跟蹤性的可行性與實驗性研究，但是研究的深度和廣度上都還沒有達到技術(shù)適用的程度。當(dāng)2004年國家電網(wǎng)公司提出在中國研發(fā)和應(yīng)用特高壓輸電技術(shù)后，組建了一支超大規(guī)模的創(chuàng)新團隊，形成了名副其實的產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)模式，專門成立了特高壓建設(shè)部，組織上萬人參與技術(shù)研發(fā)與工程建設(shè)。
媒體：除了技術(shù)跟蹤之外，中國的體制具有什么樣的助推作用?
陳維江：為什么我們能花較短的時間實現(xiàn)成功，當(dāng)然得益于中國的體制優(yōu)勢，我們的體制優(yōu)越性就是集中力量辦大事，特別是配置資源的能力，組織協(xié)調(diào)的力度，能夠真正實踐產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新，這些，俄羅斯、美國、日本、意大利同行們是無法與我們相比的。
媒體：中國特高壓的建設(shè)帶來哪些外部效應(yīng)?
陳維江：最重要的是推動中國電力技術(shù)實現(xiàn)重大進步，大幅提升了中國在國際電工領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)。中國建成第一條示范工程以來，共完成180項關(guān)鍵技術(shù)研究課題，形成專利429項，建立包含7大類79項標(biāo)準(zhǔn)的特高壓交流輸電標(biāo)準(zhǔn)體系，涵蓋系統(tǒng)研究、設(shè)備制造、調(diào)試試驗和運行維護等環(huán)節(jié)。目前我國的特高壓交流標(biāo)準(zhǔn)電壓已被推薦為國際標(biāo)準(zhǔn)電壓，國際大電網(wǎng)委員會(CIGRE)和美國電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)先后成立了由我國主導(dǎo)的9個特高壓工作組，國際電工委員會(IEC)成立了特高壓交流輸電系統(tǒng)技術(shù)委員會(TC122)。我國成為繼美、德、英、法、日之后第6個國際電工委員會常任理事國，在國際標(biāo)準(zhǔn)制定的話語權(quán)和影響力顯著提升。標(biāo)準(zhǔn)化水平不僅是衡量一個企業(yè)核心競爭力的重要指標(biāo)，也是衡量一個行業(yè)乃至國家核心競爭力的重要指標(biāo)。通過制定標(biāo)準(zhǔn)搶占技術(shù)制高點，已成為世界知名企業(yè)參與全球競爭、提高核心競爭力的重要途徑。
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