国内急需、国外打压：中国特高压为啥独步天下

【文/科工力量 赵宝瑞】

大家好，我是观察者网《科工力量》栏目主播，冬晓。今年11月16日，国网安徽和国网通航的检修人员在合肥完成了最高电压等级特高压线路的直升机带电检修。这种特殊条件下的电力检修，不仅创下了世界纪录，也让长三角地区的电力供应更加稳定。

中国的特高压供电技术已经独步全球，然而提到特高压，大家仍会感到十分陌生：特高压供电有什么优势？中国为什么要选择特高压供电？中国的特高压又是如何发展的呢？同样是输送电力，为啥要选择高电压而不是高电流呢？

首先，输电线路的能力与电压的平方成正比。一条1000kV的线路，相当于4到5条500kV的输电线路的输送能力。对于电网的管理来说，同样的输电目标，线路越少，越好维护和管理，长期成本越低。其次，对于电网来说，光是电量多还不够，输电还要足够远。特高压的输电范围，可以达到方圆1000到1500公里。传统的超高压就显得手短，需要修建更多的电站运营。特高压输送距离远，不但偏远地区能通电，电网管理也省心。

再者就是输电损耗问题。一般来说，电力运输按照功率计算，功率相等的话，500kV线路电流就是1000kV线路的2倍，每条线路电阻相同，损耗功率之比等于电流平方比，就会变成1:4，再加上4条线路，损耗功率就会变为16倍。选择特高压，也是出于省电的选择。

把特高压的优势进行全面总结，那就是损耗低、可靠性好，成本更小。适合长距离输电，还可以改善老电网输电结构，确实是一种不错的选择。当然，除了技术优势以外，中国选择特高压，还有其他的原因。

尽管中国地大物博，但是对于发电来说，资源分配不够均衡。石油主要在东北西北；风电基地西北为主；煤炭集中在山西陕西；水电却又跑到了西南。发电源头四面八方，电力消耗却集中在中东部地区，电力调配就很麻烦。

西部发电出不去，东部却要限电拉闸：因为电力有限，所以为了保证工业生产，居民用电就要精打细算。夏日停电之后的挥之不去的燥热，成为了部分90后童年里一道抹不去的回忆——而这，就是拉闸限电的无奈选择。

要是卧室热，最多就是扇扇风。但是工厂没了电力，就没法正常生产：化工厂需要大量电力，一旦限电无法就持续生产，成本就会急速攀升。一些因为电力供应不足而受到影响的外企，甚至还要威胁撤资。一次拉闸，断的不光是电，还是经济增长的势头。

依靠现有的电力分配不能解决问题，那就把西部电力通过特高压送到东部，建设特高压电网。2005年，特高压输电技术研讨会在北戴河举行。由于特高压电网牵动全国，加之此前没有大规模的电网项目，当时的讨论可谓是针锋相对。激烈的研讨会过去了一整年，2006年6月，国家发改委批准了晋东南-荆门的特高压交流示范工程，作为特高压的试验田。不管是正方还是反方，都希望这个工程给出一个明确的结果。

工程获批了，但是技术又成了新的问题。国网专家在美国特高压试验基地考察时，被要求，不能记录、不能拍照，数据更是一个小数点都看不到。当时的国家电网也只好背水一战：特高压核心装备必须实现国产化。

为特高压供电，首先要搞好特高压专用的变压器。但是变压器研发之路，并非一帆风顺。特高压工程突击的最后关头，特变电工沈变和天威保变的变压器都出了事故，全部试验失败。失败现场，一名总工程师受不了打击，跌坐地上号啕大哭。

2010年，邱宇峰团队经过十年研究，终于研制出了国产特高压换流阀。掌握技术的外国公司不敢相信，甚至认为中国抄袭了他们的专利。邱宇峰把这些公司的专家请过来了解研发过程，并说了这么一句话：“能进电科院的都是各个学校培养出来的好学生，好学生是从来不抄别人作业的。”

设备是造好了，那输电用的铁塔怎么办？电网工程师们想了一个大胆的方法：把铁塔分成几大块，然后用直升机运输，最后像搭积木一样把铁塔拼好。想法十分简单，但是直升机容易受风力影响。就算直升机吊起来部件，施工场地也会被飞机带起大风。终于经过15天不断磨合，中国工程师和美国飞行团队，成功实现了直升机快速建塔。电网工程的效率大大提高。

电网搭好了，也该通电了，通电之后的检修就是个问题：特高压铁塔高、距离远，光是传统的检修还不够。为了检修电网，国网甚至有了飞行公司国网通航。直升机要对沿路进行激光扫描，然后找到隐患进行排查。开头提到的带电检修更进一步，直接从直升机上放人进行不断电检修，保障电网的顺利运行。

刚才提到的这几个技术难点，只是特高压工程众多难点的一部分。作为集成度高、涉及领域广、工作环境多样化的大型工程。国内的特高压电网几乎是从零起步，克服了一系列工程与技术难题。目前国内特高压能实现1000kV级别的运行，离不开国网工程师在一线的艰苦奋斗。

国内的特高压输电已然形成了一套独立自主的技术体系。但是提到特高压，还是会有人认为“特高压技术国外没有，这个技术就没有用”。那么事实真的是这样吗？

在电力领域，各个国家都在探索电压极限。20世纪50年代，美国、前苏联和加拿大就在进行500kV线路研究了。如果硬要说特高压技术没用的话，国外的老电力工程师肯定不乐意。之后随着技术的发展，到了60年代，电压标准已经上升到了750kV。前苏联曾经修过750kV直流和1150kV交流输电线路，后来苏联解体，相关线路缺乏维护，一些特高压项目最终下马。考虑到俄罗斯广阔的领土，他们更需要特高压输电。

美国人也不是没动过特高压的心思，但是他们的特高压需要核电站。尽管美国在80年代具有了成熟的特高压交流条件和技术, 出于环保考虑, 他们的新建发电厂都是天然气电厂，电量跟不上，他们的特高压项目也就停滞了。

提到特高压，自然也少不了日本，实际上日本在经济腾飞时期，就有着核电特高压项目的思路。90年代还有福岛到东京的特高压供电，然而由于日本特殊的地理位置和财政原因，核电站无法继续建设。

对于这些国家来说，不是没钱就是没需求。中国受到用电现状影响，只好在特高压的研究之路上一路狂奔。当时国内的特高压技术受到来自国外的全面封锁，国外公司不但要求买全套设备，甚至连座椅和马桶都要求一并打包。中国只好从零开始，通过国产化实现自己的特高压。这里讲一个小插曲，在中国的特高压之路上，其实还有几个意外收获：由于特高压需要全局管理，负责特高压的企业顺手搞定了智能配电系统，直接为智能电网提前布局，做好了新基建。

由于特高压全国联网，风电、太阳能等清洁能源并入电网，改善了目前的电能产业布局。2017年，中国的水电、风电、太阳能发电装机全部成为全球最大规模。不但用电充足了，雾霾和污染也少了。在未来，中国的清洁电能还可以跟火电平起平坐。

独乐乐，不如众乐乐。这么好的特高压技术，中国人没有选择独占，而是输送给全世界：2019年10月25日，巴西美丽山二期项目运行许可签订，标志着该项目正式投入商业运行。这个项目跨越两千公里，要从雨林把电送到市区。由于技术原因，巴西只好找到国网公司，根据51%：49%的股权比例，联合运营特高压电网。国家电网也收购了巴西电力公司企业CPFL，有效的拓展了海外业务。

特高压技术作为电力动脉，离我们的生活很近却也很遥远。当我们把电灯空调当做理所当然的时候，不要忘记当初我们拉闸限电的无奈，和技术探索时的茫然。特高压技术中国应该有，也必须要有。作为国内用电难的“新基建”之一，它应该在我们心中有着一份独特的地位。