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访中国科学院院士、中国电科院名誉院长周孝信

     改革开放40年来,我国电力系统无论在系统规模、装机容量、技术水平还是安全运行水平等方面,都发生了巨大的变化,取得了显著的进步。日前,记者就此采访了中国科学院院士、中国电科院名誉院长周孝信。

从孤立分散到交直流互联大电网

周孝信表示,8年前,他做过一个关于世界电力系统发展阶段的调研,研究发现世界电网的发展大体上可以划分为三代。第一代电网主要在1950年之前,主要特点是小机组(不超过10万千瓦)、低电压(不超过220千伏)、小系统(省级及以下电网)。第二代电网是在1950年到上世纪末,得益于经济和技术的发展,第二代电网在第一代的基础上实现转型升级,特点是大机组(达到百万千瓦级别)、超高压和特高压、大型交直流互联电网的出现。在这一阶段,通过对远方水电的开发推动大型电网的发展,是各国的普遍共性。进入21世纪后,世界各国由于对化石能源枯竭的预期和环境恶化的关注,开始倡导发展新能源,第三代电网的发展进程也由此开启。其特点是骨干电源与分布式电源结合、主干电网和局部电网结合、可再生能源逐步替代化石能源、综合能源系统和电网智能化等。

周孝信认为,我国电网的发展历程和世界电网的整体发展历程类似,只是我国电网发展相对滞后。1949年新中国成立以后,虽然我国也开始发展自己的水电系统,但那时规模还比较小,除东北电网外基本上都局限在省级电网的范围内。直到上世纪70年代,我国才真正意义上进入第二代电网。

1969年投运的刘家峡水电站装机容量122.5万千瓦,是当时我国装机容量最大的水电站。由于当时甘肃省内消纳能力有限,刘家峡发出的水电需要在整个西北地区(新疆除外)范围内消纳。所以,在电压等级上,需要将输电电压从220千伏升至330千伏,线路途径500多千米,将刘家峡的水电送到西安地区。在此线路的基础上,形成了包括陕西、甘肃、青海在内的我国第一个跨省大型电网。这也标志着我国基于330千伏超高压输电的区域电网正式形成。

在当时极为困难的条件下,我国依靠国内科研力量独立自主研发并成功应用了330千伏输电技术和装备,为500千伏、750千伏输电技术研发应用提供了技术和人才的基础。改革开放后,我国在330千伏输电技术的基础上研究500千伏输电技术,并结合国外先进技术的引进消化,于1981年投产我国第一条500千伏输电线路——平武线(平顶山到武汉)。此后,基于500千伏交流输电技术的华中、东北等电网的网架建设陆续起步,全国各大区域电网逐步形成。

除交流输电外,在我国第二代电网的发展过程中,直流输电得到快速发展。1979到1980年,水电部派遣一个包括周孝信在内的20多人的科研团队到加拿大魁北克水电局学习。当时加拿大的直流输电技术和工程建设都很先进,而国内的研究力量薄弱,电网中直流输电工程应用方面还是空白。他在学习期间搜集了一些国外直流输电系统的资料带回国内,并按国内要求提出了初步的直流输电仿真分析模型,为未来的直流输电工程研究做准备。

周孝信介绍,从1985年开始,以中国电科院为主,相关单位集中力量研究国外先进的直流输电技术,配合我国第一个引进消化技术和装备的直流输电工程(1989~1990年投产的葛洲坝—上海±500千伏直流输电工程),开展了大量的技术消化和调试工作。

通过该工程,我国初步掌握了直流输电工程的系统研究和分析方法,在自主研发的电力系统分析综合程序中增加了直流输电系统模型分析功能,并通过直流输电工程的现场调试得到验证,成功应用于该直流输电工程投产后的调度运行和后续工程的研究中。

上世纪90年代初,南方电网建成了第一条交流500千伏输电工程——天生桥—广州±500千伏直流输电工程,开启了南方电网大规模西电东送的进程。1993年元旦,周孝信和电科院调试人员都没有回家过节,一直在工程现场调试。

2000年年底,随着天生桥一、二级水电站全面投产发电,天生桥至广州±500千伏直流输变电工程单极投产,国内首个交直流并联混合输电系统由此诞生。中国电科院全面介入了该系统的研究和现场调试,经过不懈努力,攻克了交直流并联电网运行控制关键技术,支撑了电网由纯交流向交直流并联系统的发展。

2009年和2010年,我国首条1000千伏特高压交流输电线路工程和±800千伏特高压直流输电工程相继投产。中国电科院紧密配合公司、规划设计研究单位、装备制造企业,做了大量试验研究和工程调试工作,掌握了特高压交流和直流输电技术,为实现电网升级和装备国产化,推动我国电气装备制造业的发展作出了突出贡献。

现在,我国已形成完整的交直流电压系列,拥有成熟的标准和设备体系,在特高压输电技术方面达到了世界领先水平。

我国电网进入构建 新一代电力系统的新阶段

周孝信认为,当前,电网发展已进入第三代,即构建新一代电力系统的新阶段,面临着全新的问题和挑战。

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