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南方電網建設±800千伏特高壓直流輸電示范工程·自主創新篇

±800千伏云廣特高壓工程是我國直流輸電領域的示范工程，也是世界特高壓輸電領域的重大突破，標志著我國的電壓等級、電力技術、裝備制造業以及輸變電技術管理上了新臺階、新水平。從2003年確定項目實施到投運，歷時六年，南方電網公司組織了數千名科學家及工程技術人員投入研發設計、設備制造、建設施工中，召開過數百次學術研討會議。云廣特高壓工程的投運，以設備數量和設備產值兩個指標自主化率均超60%的創新成績，為我國電力工業科研、規劃、系統設計、工程設計、施工調試和運行維護積累了寶貴經驗，為電工裝備制造業把握機會全面崛起開拓了新的空間。

一次等級的提升 一次世界的創新

我國電力技術和世界發達國家相比，長期徘徊在落后20年左右的距離。110千伏、220千伏、500千伏電壓等級線路的投建，我國都晚于西方發達國家20年左右，750千伏電網的建設，我們則晚了40年。但是，改革開放以來，我國電網建設及相關電工裝備技術進入了加速發展階段，隨著±800千伏直流特高壓工程的建設投運，中國站在了世界電網技術的最前列。

南方電網西電東送起步于1993年，目前已建成“八交五直”十三條西電東送大通道，形成了聯系五省的緊密輸電電網。在這張大網中，包含國內結構最復雜、聯系最緊密、科技含量最高的電網，幾乎集中了當今世界上門類齊全的先進輸電技術。一次系統方面如直流輸電、電觸發和光觸發、可控串補、高海拔緊湊型線路、超導電纜等，二次系統方面擁有國內規模最大、技術最先進的安全穩定控制系統，以及覆蓋全網的廣域測量系統等。在遠距離、大容量、超高壓輸電，交直流并聯、主通道長時間壓極限運行的獨特情況下，南方電網公司積累了很多的經驗和成果，這些都為更高電壓等級的特高壓直流輸電技術的應用創造了有利條件。

南方電網公司在云廣直流工程建設過程中，采取科技先行、研究先行、設備的研發先行的思路，同時進行廣泛的國內國際合作，實現了“世界資源為我所用”。

2003年國家提出要搞更高一級電壓等級工程，2004年南方電網啟動云南送廣東特高壓直流輸電可行性研究，2005年12月完成可研報告，2006年12月國家發改委核準云廣直流工程的實施，此時，為了直流特高壓，南方電網技術研究中心已經進行了近三年的技術準備。以中國工程院院士、南方電網專家委員會秘書長李立浧總工程師為帶頭人，聯合全國高校、研究機構、生產單位以及國際著名企業技術人員的科研團隊，開始了直流特高壓實戰之旅。

為什么要選擇±800千伏高電壓等級進行直流輸電？電壓升至800千伏時對地絕緣距離如何保證？高海拔地區空氣稀薄而導致的氣體絕緣問題如何解決？南方電網技術研究中心專家、現場調試指揮官、電力博士洪潮告訴記者：“±800千伏特高壓與±500千伏超高壓相比，最經濟的是減少損耗。損耗和電壓的平方成反比，電壓提高1.6倍，損耗就將為原來的1/2.56。為了降低損耗，就要將電壓升上去。”

電壓升上去以后，對絕緣子的材料等方面要求就會更高。電網技術研究中心重點從材料上突破，生產了世界上第一根合成絕緣子，與±500千伏的絕緣子相比，在尺寸、傘形等方面都不一樣，李立浧院士帶領的團隊在自主開展系統研究、成套設計、性能仿真試驗的同時，通過與瑞典STRI實驗室合作試驗，成功驗證電壓與絕緣子的長度在電壓升至±800千伏的物理環境中仍然是線性關系。這一結論目前已被國際高壓界普遍認同，云光特高壓工程選用的合成絕緣子也在國內申請了配方、精具、傘形等8項專利。

此外，與±500千伏相比，±800千伏在線路方面也有諸多改進。±500千伏的單基鐵塔兩個邊角距離14米，而±800千伏達到26-28米，接近1倍。在防雷的負保護角上也不一樣，±800千伏的負保護角長度高度均有提高。線路上的絕緣子串呈現Ｖ字型，而不是原來的Ｉ字型，這樣可減輕覆冰所產生的危害，在一定程度上減輕風和紫外線對線路的影響。專家們采用了先進的“海洛瓦”技術，即利用衛星拍攝的衛星照片來進行立體定位，定位比較準確（以前是靠人工或者直升飛機拍片而得的），也更加立體化更加直觀生動了，利用了“海洛瓦”技術后，能夠盡量縮小線路距離，工程總距離從原來設計時上報的1428千米縮短至完工時的1373千米，優化線路而又節約資源。

一個自主的工程 一個民族的力量

云廣特高壓直流輸電工程的建設，技術創新貫穿始終，而且在這項世界第一的工程中，民族電工企業和科研院所首次獲得了和國際大公司同等的機會。

從原來的±500千伏到開創性的±800千伏，云廣特高壓直流輸電工程需要解決兩個關鍵問題：一是線路，二是設備。在設備研發制造方面，南方電網通過“中國制造、世界合作”的方式，真正實現了60%的自主化率目標。僅以核心設備——換流變壓器為例，工程選擇了由西門子公司和國內的三大變壓器廠合作完成，其中低端產品全部由國內廠家制作，高端產品則是聯合設計、共同制造。

工程的主設備中28臺高端換流變壓器（含4臺備用）由西門子公司研發制造，其中11臺由國內廠家合作裝配；28臺低端換流變壓器（含4臺備用）及18臺干式平波電抗器(含2臺備用) 全部為國內制造；全部換流閥、直流控制和保護系統設備均為國內制造。

國內企業還自主研發制造了基于最新一代的Simatic TDC控制系統平臺的最先進的自動化、智能化程度最高的網絡控制保護系統，設備容量和速度是500千伏設備的３倍，同時減少了不少設備硬件，提高了運行可靠性，為南方電網智能化建設奠定了堅實基礎。

國內直流輸電工程以往大部分由外方承包商負責，關鍵技術一直無法實現國產化。因此，對國內制造企業而言，通過全面參與云廣特高壓工程的設計、制造和試驗、運行，獲得了核心競爭力培育、積累和提升的重大機遇，同時也使云廣直流項目的自主化率才超過了60%。

云廣特高壓工程的建設使南方電網充分發揮產學研結合的優勢，促進科研、系統研究、成套設計、工程設計和設備制造的自主化，形成具有自主知識產權的、世界第一個±800千伏直流系統設備完整的標準體系，占領世界特高壓直流輸變電技術制高點。以直流特高壓工程的自主創新模式，將帶動中國電力工業的科技創新常態，開辟自主創新道路上的一番全新風景。