Energia on taloudellisen kehityksen perusta. Viimeisten kymmenen vuoden aikana Kiinan energiaomavaraisuustakuukykyä on parannettu merkittävästi ja maailman suurin puhtaan sähkön tuotantojärjestelmä on rakennettu. Energiarakennetta on jatkuvasti optimoitu, mikä on tehokkaasti taannut kansantalouden vakaan toiminnan.
Viime vuosina Kiina on vähitellen kehittynyt ja kasvanut sähkötekniikan ja voimatekniikan aloilla. Yli 60 vuoden kehityksen jälkeen Kiinalla on nyt maailman tehokkain energiateollisuusjärjestelmä: vuonna 2021 maan asennettu sähköntuotantokapasiteetti on noin 2,38 miljardia kilowattia, mikä on maailman ensimmäinen; Otetaan esimerkkinä keskusyritys State Grid, sillä tällä hetkellä on yli 20,000 patenttia ja se on kolmannella sijalla maailmassa. pelkästään energiaa varastoivia akkuja koskevien patenttien määrä on 67,56 prosenttia maailman kokonaismäärästä; Kiina on samalla myös maailman suurin sähkön viejä.
Erityisesti UHV-siirtotekniikan, maailman edistyksellisimmän voimansiirtotekniikan, alalla Kiina on hallinnut UHV-siirtotekniikan itsenäisillä immateriaalioikeuksilla, mikä on merkittävä itsenäinen innovaatiosaavutus maailman johtajina. Se on ottanut johtoaseman kansainvälisten julkisten UHV-voimajohtostandardien muotoilussa siten, että kiinalaiset standardit ja maailmanstandardit rinnastetaan.
▲Chizhou, Anhui Ilmakuvaus UHV Line Jiuhua Dense Channel (kuvan lähde / Visual China)
Mikä on UHV-voimansiirto
Kiinan sähköverkkokäyttöjärjestelmässä jännite on jaettu kahteen järjestelmään: siirtoon ja jakeluun. Siirtojärjestelmä on tarkoitettu sähkön siirtämiseen saman tai alemman tason sähköasemille ja yleinen jännitetaso on korkeampi. Jakelujärjestelmän tarkoituksena on siirtää tehoa jakelukuormaan, ja yleinen jännitetaso ei ylitä 110 kV.
Yksinkertaisesti sanottuna voimalaitokselta tehosähköasemalle siirtoverkko on siirtojärjestelmä; alkaen step-down-sähköaseman jakeluverkkoon TV, ilmastointi ja muut sähkölaitteet on jakelujärjestelmä.
Ohmin lain mukaan virta katoaa lähetyksen aikana. Etäisyys ja materiaalit ovat tärkeitä syitä menetykseen, erityisesti lähetysetäisyys. Mitä kauempana menetys on, sitä suurempi menetys. Yksi tapa vähentää lähetyshäviötä on nostaa lähetysjännitettä, joten on olemassa korkeajännitesähkön käsite.
Kiinassa suurjänniteverkko tarkoittaa 220 kV sähköverkkoa. Korkeajännitesähkön pohjalta kehitetty ultrakorkea jännite voi olla 500 kV. Mutta silti ultrakorkeajännitteinen tasavirtasiirtotekniikka ei vieläkään riitä selviytymään tuhansien kilometrien pitkän matkan lähetyksestä, ja nykyinen häviö voi olla jopa 20 prosenttia tai enemmän.
HVDC-siirron jännitteen nostamisen jatkaminen, jota perinteiset eristemateriaalit eivät kestä, johtaa sähköverkkojärjestelmän vikaantumiseen ja lisää onnettomuuksien, kuten tulipalojen, riskiä, mikä vaatii UHVDC-siirtoteknistä tukea.
UHV-teknologialla tarkoitetaan voimansiirtotekniikkaa AC 1000kV ja DC ± 800kV jännitetasoilla. Tämän tekniikan suurin ominaisuus on, että sillä voidaan saavuttaa pitkän matkan ja tehokas voimansiirto erityisesti maissa, joissa on laaja alue, suuri väestö tai alueellisten resurssien epätasainen jakautuminen. Se on enemmän kuin "hiilen lähettämistä lumessa", joka tunnetaan myös nimellä "5G-verkko sähkökentällä" ja "suurnopeusjuna sähköjärjestelmässä".
Kiinan State Grid Corporationin toimittamien tietojen mukaan ensimmäisen silmukan UHVDC-sähköverkko voi lähettää 6 miljoonaa kilowattia sähköä, mikä vastaa 5-6 kertaa nykyistä 500 kV tasavirtaverkkoa. lähetysetäisyys on myös 2-3 kertaa jälkimmäiseen verrattuna, ja se voi säästää 60 prosenttia maavaroista.
▲Kaaviokaavio UHV-voimansiirrosta (kuvan lähde/Wall Street News)
Itsetehdyistä omavaraisuuteen
Itse asiassa Kiinan UHV-siirron kehittäminen on myös "avuton liike", koska Kiinan kansalliset perusolosuhteet määräävät sähköntuotannon ja -kulutuksen erittäin epätasapainoisen maantieteellisen jakautumisen.
Kaksi kolmasosaa maan hiilivaroista on keskittynyt kolmeen Shaanxin, Shanxin ja Sisä-Mongolian provinssiin ja alueisiin, 80 prosenttia vesivoimavaroista on keskittynyt lounaaseen ja aurinko- ja tuulivoimavarat ovat keskittyneet pääasiassa luoteeseen, Sisä-Mongoliaan. ja muissa paikoissa. Keski- ja itäisten alueiden 16 maakuntaa, joissa on tiheimmin asuttu ja eniten sähkön kysyntää, ovat kuitenkin 16 maakuntaa keski- ja itäalueilla, mikä johtaa suureen kysyntään kaukosähkönsiirrossa. Sähkötekniikka ei ole vain tieteellinen kysymys, vaan myös tärkeä tae Kiinan energiavarmuudelle.
Toisin kuin "perinteisillä etu" aloilla, kuten sillat ja maa- ja vesirakentaminen, Kiinalla ei ole paljon teknisiä resursseja voimansiirtotekniikassa, ja se on periaatteessa itse tehtyä. Joten uudistuksen ja avautumisen alkuvaiheeseen asti sähkökatkot olivat yleisiä eri paikoissa riittämättömän virransyötön vuoksi.
Tehonsyöttöongelman ratkaisemiseksi Kiina otti 1980-luvulla käyttöön voimansiirto- ja muunnosteknologian, jonka jännitetaso oli 500 kV lännestä (aiemmin 220 kV tavallinen voimansiirto useimmilla alueilla). Mutta talouden ja yhteiskunnan nopean kehityksen myötä 500kV voimansiirtotekniikka on myös kohdannut kysynnän ja tarjonnan kattoon, ja siirtotehon kasvattamista ja UHV-kenttään on jatkettava.
Energia-alalla UHV-lähetys on aina ollut maailmanluokan ongelma. Yhdysvallat, Neuvostoliitto, Japani, Italia ja muut maat ovat kaikki tehneet UHV-tutkimusta ja -testausta, laitekehitystä ja suunnitteluyrityksiä, mutta poliittisten, taloudellisten, teknologisten ja muiden tekijöiden vuoksi ne kaikki päättyivät epäonnistumiseen.
Vuodesta 2000 lähtien asianomaiset osastot ovat järjestäneet kymmeniä tieteellisiä tutkimuslaitoksia ja yliopistoja sekä satoja laitevalmistusyrityksiä, jotka muodostavat tuhansia suunnitelmia, joihin on osallistunut yhteensä satoja tuhansia ihmisiä. "Ei standardeja, ei kokemusta eikä laitteita" maailmassa, monet UHV-lähetystekniikan maailmanluokan ongelmat on voitettu.
Kiinan itsenäisesti kehittämä ± 800 kV UHVDC-muuntaja on luonut maailmanennätyksen, jolla on suurin yksittäinen kapasiteetti, korkein tekninen vaikeus ja lyhin lähtöaika maailmassa.
Kiinan parannellun teknologian kehittämien energiaa säästävien UHV-johtimien johtavuus on noussut 61.0 prosentista IACS:stä (johtavuus, joka on materiaalin siirtovirran voimakkuutta osoittava mittausarvo) 63,5 prosenttiin IACS:stä, mikä vähentää huomattavasti UHV-voimansiirron menetys ja voi vähentää voimansiirtohäviöitä miljardeilla astetta vuosittain.
▲ 26. kesäkuuta 2022 Chongqingissa Baihetan-Zhejiang ± 800 kV UHVDC-siirtoprojektin Chongqing Qianjiang -osuuden rakennustyömaalla työntekijät suorittivat lentotöitä yli 100 metrin korkeudessa (Kuvalähde/Vision China)
Nämä tieteelliset ja teknologiset innovaatiosaavutukset ovat erottamattomia asiaankuuluvien osavaltion osastojen huomiosta, ja vielä enemmän erottamattomia lukemattomien tieteellisten tutkijoiden kovasta työstä, joka vie eteenpäin totuudenhakuisen innovaation ja kovan työn tieteellistä henkeä. Esimerkiksi Li Lixuan, Kiinan tekniikan akatemian akateemikko, on UHVDC-lähetyksen asiantuntija Kiinassa ja tunnetaan "ensimmäisenä DC-lähetyksenä". UHV ± 800 kV DC-tekniikassa hän johti asiantuntijoita ja ryhmiä voittamaan vaikeuksia, kehitti 73 suurta sähkölaitetta 13 kategoriassa, hankki 141 avainteknologiaa, loi 37 maailman ensimmäistä ja hänestä tuli yksi maani "maailmanjohtajuuden" tärkeimmistä edistäjistä. tällä alalla.
Chen Weijiang, Kiinan tiedeakatemian akateemikko, on korkeajännite- ja eristystekniikan asiantuntija. Hän on voittanut National Science and Technology Progress Award -palkinnon ja National Technology Invention Award -palkinnon toisen palkinnon. Hän on työskennellyt pitkään sähkömagneettisten transienttianalyysimenetelmien ja sähköjärjestelmien suojaustekniikan tutkimuksessa. Nämä tieteelliset tutkimussaavutukset ovat tukeneet tehokkaasti kotimaani UHV-voimansiirtoteknologian onnistunutta tutkimusta ja kehitystä.
Vuonna 1981 perustettu China Electrotechnical Society on akateeminen ryhmäorganisaatio, jonka pääosassa ovat sähköinsinöörit sekä sähkötieteen ja teknologian työntekijät, ja se on myös tärkeä yhteiskunnallinen voima Kiinan sähköalan yritysten kehittämisessä. Seura noudattaa keskuksena akateemista vaihtoa, kohtaa sähkötekniikan rajoja ja kansantalouden rakentamisen tarpeita sekä harjoittaa aktiivisesti akateemista vaihtotoimintaa. Kiinan tiede- ja teknologiayhdistyksen "Guide to Important Academic Conferences (2022)" sisältää yhteensä 8 China Electrotechnical Societyn konferenssia, kuten Kiinan sähkötekniikan seuran akateeminen vuosikokous, 5th International Electrical. ja energiakonferenssi sekä World Electric Vehicle Conference -konferenssin Kiinan haara. Kokoukset ovat kaikki akateemisia konferensseja, joilla on suurempi vaikutusvalta ja suuri osallistujamäärä.
Uusia mahdollisuuksia "kaksoishiilen" yhteydessä
Vuonna 2009 Kiinan ensimmäinen UHV-voimajohto, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, yhdistettiin täysin, ja Kiinasta tuli ensimmäinen maa maailmassa, joka hallitsi UHV-siirtotekniikan täysin ja otti sen liiketoimintaan.
Sittemmin yli kymmenen vuoden ajan Kiinan UHV-siirtotekniikka on tehnyt historiallisen läpimurron: vuoden 2021 loppuun mennessä kotimaassani on otettu käyttöön yhteensä 33 UHV-linjaa, jotka kattavat seitsemän maan pääverkkoaluetta. Voimajohtoprojekti on lähes 40,000 kilometriä, mikä vastaa maan kiertämistä.
Teknologinen johtajuus on antanut Kiinalle enemmän ääntä. Tällä hetkellä UHV-teknologian alalla Kiina on ottanut johtoaseman kansainvälisten UHV-voimajohtostandardien muotoilussa ja sillä on täydet patenttioikeudet. Tämä tarkoittaa, että vaikka muut maat ovat kehittäneet kotimaista teknologiaa, niiden on noudatettava kiinalaisia standardeja ennen kuin ne saavat myydä sitä kansainvälisesti.
Kiina on tehnyt peräkkäin yhteistyötä Filippiinien, Portugalin, Australian, Kreikan, Venäjän ja muiden maiden kanssa aloittaakseen UHV-voimansiirron globaalin layoutin. 168 maata ympäri maailmaa on solminut teknologia-alan yhteistyösopimuksen State Gridin kanssa, mikä tarkoittaa, että Kiinan UHV-teknologia on alkanut levitä ulkomaille ja mennä maailmalle.
"Hiilihuippujen ja hiilineutraaliuden" taustalla sähköjärjestelmä on nyt syvän vallankumouksen edessä, ja myös UHV-tekniikka on saavuttanut uuden risteyksen.
Tulevaisuudessa perinteisen lämpövoiman osuuden pienentyessä ja tuulivoiman ja aurinkovihreän sähkön ja puhtaan energian osuuden kasvaessa perinteinen "sähköntuotanto, siirto, muunnos, jakelu ja sähkönkulutus" -malli muuttuu vastaavasti. , joka tuo myös lisää mahdollisuuksia ja haasteita Kiinan voimanrakennusteollisuuden kehitykseen.
Toisaalta UHV-teknologia on etävoimansiirron kantajana hiilineutraaliusprosessissa tärkeä tuki energiavarmuuden varmistamisessa ja "kaksoishiilen" tavoitteen toteutumisen nopeuttamisessa, energian ja kuormanjaon tasapainottamisessa ja uusien edistämisessä. energiankulutus.
Toisaalta UHV-projektit voivat myös tehokkaasti edistää paikallista talouskehitystä. Arvioiden mukaan "14. viisivuotissuunnitelman" aikana DC-toimituskanavien Koillis-Kiinassa, Mengxissä, Shanxissa, Luoteis-Kiinassa, Varsinais-Kiinassa ja muilla alueilla on lisättävä siirtokapasiteettia 84,52 miljoonalla kilowatilla ja uusi UHVDC projektiinvestointi on noin 260 miljardia yuania, jolla on myönteinen rooli alku- ja loppupään teollisuusketjujen kehityksen edistämisessä. UHV:n odotetaan edelleen kiihdyttävän kehitystä ja tuovan lisää kasvualuetta.