Tenaga adalah asas pembangunan ekonomi. Dalam sepuluh tahun yang lalu, keupayaan jaminan kebebasan tenaga China telah dipertingkatkan dengan ketara, dan sistem penjanaan kuasa bersih terbesar di dunia telah dibina. Struktur tenaga telah dioptimumkan secara berterusan, yang telah menjamin operasi ekonomi negara yang stabil.
Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, China telah berkembang secara beransur-ansur dan berkembang dalam bidang kejuruteraan elektrik dan teknologi kuasa. Selepas lebih 60 tahun pembangunan, China kini mempunyai sistem industri kuasa paling berkuasa di dunia: pada tahun 2021, kapasiti penjanaan kuasa terpasang di negara itu ialah kira-kira 2.38 bilion kilowatt, menduduki tempat pertama di dunia; Ambil contoh Grid Negeri perusahaan pusat, ia pada masa ini mempunyai lebih daripada 20,000 paten, menduduki tempat ketiga di dunia; bilangan paten dalam bateri simpanan tenaga sahaja menyumbang 67.56 peratus daripada jumlah keseluruhan dunia; pada masa yang sama, China juga merupakan pengeksport kuasa terbesar dunia.
Terutamanya dalam bidang teknologi penghantaran UHV, teknologi penghantaran kuasa paling maju di dunia, China telah menguasai teknologi penghantaran UHV dengan hak harta intelek bebas, yang merupakan pencapaian inovasi bebas utama yang menerajui dunia. Ia telah menerajui dalam merumuskan piawaian talian penghantaran UHV awam antarabangsa, supaya piawaian Cina dan piawaian dunia disamakan.
▲Chizhou, Anhui Aerial Photography UHV Line Jiuhua Dense Channel (Sumber imej/Visual China)
Apakah penghantaran kuasa UHV
Dalam sistem operasi grid kuasa China, voltan dibahagikan kepada dua sistem: penghantaran dan pengedaran. Sistem penghantaran adalah untuk tujuan mengangkut kuasa ke pencawang pada paras yang sama atau paras yang lebih rendah, dan paras voltan am lebih tinggi. Tujuan sistem pengagihan adalah untuk menghantar kuasa kepada beban pengagihan, dan tahap voltan am tidak melebihi 110kV.
Ringkasnya, dari loji janakuasa ke pencawang rangsangan, rangkaian penghantaran ialah sistem penghantaran; daripada pencawang injak turun ke rangkaian pengedaran ke TV, penghawa dingin dan peralatan elektrik lain adalah sistem pengedaran.
Mengikut undang-undang Ohm, arus akan hilang semasa proses penghantaran. Jarak dan bahan adalah sebab penting untuk kehilangan, terutamanya jarak penghantaran. Semakin jauh kerugian, semakin besar kerugiannya. Salah satu cara untuk mengurangkan kehilangan penghantaran adalah dengan meningkatkan voltan penghantaran, maka wujudlah konsep elektrik voltan tinggi.
Di China, grid kuasa voltan tinggi merujuk kepada grid kuasa 220kV. Voltan ultra tinggi yang dibangunkan berdasarkan elektrik voltan tinggi boleh mencapai 500kV. Namun begitu, teknologi penghantaran DC voltan ultra tinggi masih tidak mencukupi untuk menangani penghantaran jarak jauh beribu-ribu kilometer, malah kerugian semasa boleh mencapai 20 peratus atau lebih.
Terus meningkatkan voltan penghantaran HVDC, yang tidak boleh diterima oleh bahan penebat tradisional, akan membawa kepada kegagalan sistem grid kuasa dan meningkatkan risiko kemalangan seperti kebakaran, yang memerlukan sokongan teknikal penghantaran UHVDC.
Teknologi UHV merujuk kepada teknologi penghantaran kuasa dengan tahap voltan AC 1000kV dan DC ± 800kV. Ciri terbesar teknologi ini ialah ia boleh mencapai penghantaran kuasa jarak jauh dan cekap, terutamanya bagi negara yang mempunyai wilayah yang luas, penduduk yang besar atau pengagihan sumber serantau yang tidak sekata. Ia lebih seperti "menghantar karbon dalam salji", juga dikenali sebagai "rangkaian 5G dalam medan elektrik" dan "kereta api berkelajuan tinggi dalam sistem kuasa".
Menurut data yang disediakan oleh State Grid Corporation of China, grid kuasa UHVDC gelung pertama boleh menghantar 6 juta kilowatt elektrik, yang bersamaan dengan 5-6 kali ganda grid kuasa 500kV DC sedia ada dan kuasa jarak penghantaran juga 2 hingga 3 kali ganda daripada yang terakhir, dan boleh menjimatkan 60 peratus sumber tanah.
▲Gambar rajah skema penghantaran kuasa UHV (sumber gambar/Wall Street News)
Dari buatan sendiri kepada berdikari
Malah, pembangunan penghantaran UHV China juga merupakan "langkah yang tidak berdaya", kerana keadaan asas negara China menentukan pengagihan geografi pengeluaran dan penggunaan elektrik yang sangat tidak seimbang.
Dua pertiga daripada sumber arang batu negara tertumpu di tiga wilayah dan wilayah Shaanxi, Shanxi dan Mongolia Dalam, 80 peratus sumber tenaga hidro tertumpu di barat daya, dan sumber tenaga fotovoltaik dan angin tertumpu terutamanya di barat laut, Mongolia Dalam. dan tempat lain. Walau bagaimanapun, 16 wilayah di wilayah tengah dan timur yang mempunyai penduduk paling padat dan permintaan elektrik tertinggi ialah 16 wilayah di wilayah tengah dan timur, yang membawa kepada permintaan yang besar untuk penghantaran kuasa jarak jauh. Teknologi kuasa bukan sahaja isu saintifik, tetapi juga jaminan penting untuk keselamatan tenaga China.
Tidak seperti bidang "kelebihan tradisional" seperti jambatan dan kejuruteraan awam, China tidak mempunyai banyak rizab teknikal dalam teknologi penghantaran kuasa, dan ia pada asasnya dibuat sendiri. Jadi sehingga peringkat awal reformasi dan pembukaan, pemotongan kuasa adalah perkara biasa di pelbagai tempat kerana bekalan kuasa yang tidak mencukupi.
Bagi menyelesaikan masalah bekalan kuasa, pada tahun 1980-an, China memperkenalkan transmisi kuasa dan teknologi transformasi dengan tahap voltan 500kV dari Barat (sebelum ini 220kV penghantaran kuasa biasa di kebanyakan kawasan). Tetapi dengan perkembangan pesat ekonomi dan masyarakat, teknologi penghantaran kuasa 500kV juga telah menghadapi siling bekalan dan permintaan, dan perlu untuk terus meningkatkan kuasa penghantaran dan memasuki medan UHV.
Dalam bidang tenaga, penghantaran UHV sentiasa menjadi masalah bertaraf dunia. Amerika Syarikat, Kesatuan Soviet, Jepun, Itali dan negara-negara lain semuanya telah menjalankan penyelidikan dan ujian UHV, pembangunan peralatan dan percubaan kejuruteraan, tetapi disebabkan faktor politik, ekonomi, teknologi dan lain-lain, semuanya berakhir dengan kegagalan.
Sejak tahun 2000, jabatan berkaitan telah menganjurkan berpuluh-puluh institusi penyelidikan saintifik dan universiti, dan ratusan perusahaan pembuatan peralatan, membentuk beribu-ribu set rancangan, dengan jumlah ratusan ribu orang mengambil bahagian. Di bawah keadaan "tiada standard, tiada pengalaman, dan tiada peralatan" di dunia, banyak masalah teknologi penghantaran UHV bertaraf dunia telah dapat diatasi.
Pengubah penukar ± 800kV UHVDC yang dibangunkan secara bebas oleh China telah mencipta rekod dunia dengan kapasiti tunggal terbesar, kesukaran teknikal tertinggi dan masa keluaran terpendek di dunia.
Kekonduksian konduktor penjimatan tenaga UHV yang dibangunkan oleh teknologi dipertingkat China telah meningkat daripada 61.0 peratus IACS (konduksi, iaitu nilai ukuran yang menunjukkan kekuatan kapasiti arus penghantaran bahan) kepada 63.5 peratus IACS, yang sangat mengurangkan kehilangan dalam proses penghantaran kuasa UHV, dan boleh mengurangkan kerugian penghantaran kuasa sebanyak berbilion darjah setiap tahun.
▲ Pada 26 Jun 2022, di Chongqing, di tapak pembinaan bahagian Chongqing Qianjiang projek penghantaran UHVDC Baihetan-Zhejiang ± 800kV UHVDC, pekerja menjalankan kerja udara pada ketinggian lebih 100 meter (Sumber imej/Vision China)
Pencapaian inovasi saintifik dan teknologi ini tidak dapat dipisahkan daripada perhatian jabatan negeri yang berkaitan, malah lebih tidak dapat dipisahkan daripada kerja keras penyelidik saintifik yang tidak terkira banyaknya, yang meneruskan semangat saintifik inovasi mencari kebenaran dan kerja keras. Sebagai contoh, Li Lixuan, ahli akademik Akademi Kejuruteraan China, adalah pakar dalam bidang penghantaran UHVDC di China dan dikenali sebagai "orang pertama dalam penghantaran DC". Dalam teknologi UHV ± 800kV DC, beliau mengetuai pakar dan pasukan untuk mengatasi kesukaran, membangunkan 73 peralatan elektrik utama dalam 13 kategori, memperoleh 141 teknologi utama, mencipta 37 yang pertama di dunia, dan menjadi salah satu penganjur utama negara saya "menerajui dunia" dalam padang ini.
Chen Weijiang, ahli akademik Akademi Sains China, adalah pakar dalam teknologi voltan tinggi dan penebat. Beliau telah memenangi Anugerah Kemajuan Sains dan Teknologi Kebangsaan dan Hadiah Kedua Anugerah Reka Cipta Teknologi Kebangsaan. Beliau telah terlibat dalam penyelidikan kaedah analisis sementara elektromagnet dan teknologi perlindungan sistem kuasa untuk masa yang lama. Pencapaian penyelidikan saintifik ini telah menyokong kejayaan penyelidikan dan pembangunan teknologi penghantaran kuasa UHV negara saya.
Ditubuhkan pada tahun 1981, Persatuan Elektroteknikal China ialah organisasi kumpulan akademik dengan jurutera elektrik dan pekerja sains dan teknologi elektrik sebagai badan utama, dan juga merupakan kuasa sosial yang penting dalam pembangunan usaha kejuruteraan elektrik China. Persatuan mematuhi pertukaran akademik sebagai pusat, menghadapi sempadan teknologi elektrik dan keperluan pembinaan ekonomi negara, dan secara aktif menjalankan aktiviti pertukaran akademik. Dalam "Panduan kepada Persidangan Akademik Penting (2022) " Persatuan Sains dan Teknologi China, sejumlah 8 persidangan daripada Persatuan Elektroteknikal China disertakan, seperti Mesyuarat Tahunan Akademik Persatuan Elektroteknikal China, Elektrik Antarabangsa Ke-5 dan Persidangan Tenaga, dan Persidangan Kenderaan Elektrik Dunia cawangan China. Mesyuarat adalah semua persidangan akademik yang mempunyai pengaruh yang lebih besar dan bilangan peserta yang ramai.
Peluang baharu dalam konteks "karbon dwi"
Pada tahun 2009, talian penghantaran UHV pertama China, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, telah disambungkan sepenuhnya, dan China menjadi negara pertama di dunia yang menguasai sepenuhnya teknologi penghantaran UHV dan memasukkannya ke dalam operasi perniagaan.
Sejak itu, lebih daripada sepuluh tahun, teknologi penghantaran UHV China telah membuat kejayaan bersejarah: menjelang akhir tahun 2021, sejumlah 33 talian UHV telah digunakan di negara saya, meliputi tujuh kawasan grid kuasa utama di negara ini. Projek talian penghantaran adalah hampir 40,000 kilometer, yang bersamaan dengan mengelilingi bumi.
Kepimpinan teknologi telah memberikan China lebih banyak suara. Pada masa ini, dalam bidang teknologi UHV, China telah menerajui dalam merumuskan piawaian talian penghantaran UHV antarabangsa dan mempunyai hak paten penuh. Ini bermakna walaupun negara lain telah membangunkan teknologi domestik, mereka mesti mematuhi piawaian China sebelum mereka dibenarkan menjualnya di peringkat antarabangsa.
China telah bekerjasama secara berturut-turut dengan Filipina, Portugal, Australia, Greece, Rusia dan negara lain untuk memulakan susun atur global penghantaran kuasa UHV. 168 negara di seluruh dunia telah menandatangani perjanjian kerjasama dengan State Grid dalam bidang teknologi, yang bermaksud bahawa teknologi UHV China telah mula pergi ke luar negara dan pergi ke dunia.
Di bawah latar belakang "pemuncak karbon dan neutraliti karbon", sistem kuasa kini menghadapi revolusi yang mendalam, dan teknologi UHV juga telah mencapai persimpangan baharu.
Pada masa hadapan, dengan penurunan dalam bahagian kuasa terma tradisional dan peningkatan dalam bahagian kuasa angin dan kuasa hijau suria dan tenaga bersih, model "penjanaan kuasa, penghantaran, transformasi, pengedaran dan penggunaan elektrik" tradisional akan berubah dengan sewajarnya. , yang juga akan membawa lebih banyak peluang dan cabaran kepada pembangunan industri kejuruteraan kuasa China.
Di satu pihak, sebagai pembawa untuk penghantaran kuasa jauh dalam proses neutraliti karbon, teknologi UHV merupakan sokongan penting untuk memastikan keselamatan tenaga dan mempercepatkan pencapaian matlamat "karbon berganda", mengimbangi tenaga dan pengagihan beban, dan mempromosikan baharu. penggunaan tenaga.
Sebaliknya, projek UHV juga boleh memacu pembangunan ekonomi tempatan dengan berkesan. Menurut anggaran, dalam tempoh "Rancangan Lima Tahun ke-14", saluran penghantaran DC di Timur Laut China, Mengxi, Shanxi, Barat Laut China, Barat Daya China dan kawasan lain perlu meningkatkan kapasiti penghantaran sebanyak 84.52 juta kilowatt, dan UHVDC baharu pelaburan projek adalah kira-kira 260 bilion yuan, yang akan memainkan peranan positif dalam menggalakkan pembangunan rantaian industri huluan dan hiliran. UHV dijangka akan terus mempercepatkan pembangunan dan membawa ruang pertumbuhan yang lebih besar.