【原】伏櫪老驥｜高壓輸電線上的酷暑與嚴(yán)寒

歌曲：電力工人之歌

我們在云南彌勒作康養(yǎng)游。

這里的天氣真好，今天是8月28日，與家鄉(xiāng)安徽相比，兩地的天氣情況如下圖所示：

盛夏的陽光炙烤著長江中下游的大地，柏油路泛著刺眼的光，空氣里仿佛飄著看不見的熱浪。回想二十多年前，有空調(diào)的家庭并不多，這樣的酷暑天，風(fēng)扇轉(zhuǎn)得再快也吹不散悶熱，夜里總在汗?jié)竦臎鱿陷氜D(zhuǎn)難眠。后來雖然有了空調(diào)，也常常是深夜突然停電，爬起床一問，準(zhǔn)是街道邊的變壓器因負(fù)荷過重又燒壞了，電工師傅們正在搶修呢！

特高壓輸電線路

望著窗外平穩(wěn)運轉(zhuǎn)的空調(diào)，我總?cè)滩蛔「∠肼?lián)翩。若沒有當(dāng)年左宗棠抬棺西征、收復(fù)新疆，哪來今日這片土地上源源不斷的清潔能源？

這個夏天，當(dāng)我們在空調(diào)房里享受清涼時，別忘了抬頭看看那些矗立在天地間的高壓鐵塔。塔架上的每一顆螺絲、每一段線路，都浸著電力工人的汗水；千里之外的每一度“綠電”，都連著家國的過去與現(xiàn)在。這份酷暑里的安穩(wěn)，是他們用堅守?fù)Q來的禮物，值得我們深深道一聲：謝謝。

附詩一首：

為電力工人謳歌

億萬家燈火送光明，

萬千臺空調(diào)御炎魔。

若非電力工人揮汗雨，

怎得廣大群眾度酷暑？

輸電塔上有你們矯健的身影，

高壓線上放飛著勇士的凱歌。

每一步操作都充斥著極大的危險，

每一次維修都蘊含著敬業(yè)的初心。

向電力工人致敬，你們是電網(wǎng)的忠誠衛(wèi)士；

為電力工人謳歌，你們是人民的優(yōu)秀子孫。

感謝你們！祝福你們！

華東特別是安徽地區(qū)的讀者朋友們，你們知道我們正在使用的電能是從哪兒送來的嗎？是使用什么高超的技術(shù)輸送的嗎？為了幫助大家了解這方面的有關(guān)知識，筆者從網(wǎng)絡(luò)上搜集整理了下面的文字 ，分享給對此有興趣的讀者。

一、什么是“疆電東送”？

“疆電東送”是指由新疆昌吉準(zhǔn)（噶爾）東到安徽宣城古泉的 ±1100 千伏特高壓直流輸電工程 。

該工程是國家“疆電外送”的第二條大通道，起點是新疆昌吉換流站，終點為安徽宣城古泉換流站，途經(jīng)新疆、甘肅、寧夏、陜西、河南、安徽6個省區(qū)，線路全長3324公里，總投資達(dá) 407 億元。其額定電壓±1100 千伏，輸送容量 1200 萬千瓦，于 2016 年 1 月 11 日正式開工，2019 年 9 月 26 日開始運行。

特高壓輸電網(wǎng)新疆昌吉準(zhǔn)東換流站

它是世界上第一條±1100 千伏特高壓直流輸電工程，被譽為“電力珠峰”。國家電網(wǎng)公司組織數(shù)百家單位產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，成功研制出 15 大類 30 余種代表國際同類設(shè)備最高水平的直流關(guān)鍵設(shè)備，攻克了超長空氣間隙絕緣、電磁環(huán)境控制等世界級技術(shù)難題。其輸電損耗可控制在 5%以下，0.01 秒就能完成兩地間的電力傳輸。

至 2025 年1月12日，受端安徽宣城古泉換流站累計向長三角地區(qū)輸送電量突破 3000 億千瓦時，能滿足 1.33 億戶家庭一年的生活用電所需，相當(dāng)于減排二氧化碳 2.55 億噸。其年度輸送電量于2024年達(dá) 683.73 億千瓦時，連續(xù)4年位居全國特高壓工程之首，占安徽省 2024 年全社會用電量 19%。

特高壓輸電網(wǎng)宣城古泉換流站

該工程的重大意義： 

送端可接入西北 750 千伏交流電網(wǎng)，受端分層接入華東 500 千伏與 1000 千伏交流電網(wǎng)。可帶動新疆火電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電聯(lián)合外送，把新疆的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，同時為華東地區(qū)提供充足電能，助力其減少燃煤使用量，在大氣污染防治方面作用重大。

二、疆電東送的是什么清潔能源？

在“疆電東送”工程中，外送的清潔能源主要指新疆本地儲量豐富、開發(fā)潛力大的可再生能源，主要包括以下兩類：

- 風(fēng)電：新疆是中國風(fēng)能資源最富集的區(qū)域之一，其重要的風(fēng)電基地，如達(dá)坂城風(fēng)區(qū)、準(zhǔn)東風(fēng)區(qū)等。這些區(qū)域常年風(fēng)力穩(wěn)定、強度高，具備大規(guī)模開發(fā)風(fēng)電的天然優(yōu)勢，其產(chǎn)生的電能通過特高壓線路并入“疆電東送”通道。

荒漠上的大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電機群

- 太陽能光伏發(fā)電：新疆屬于溫帶大陸性氣候，降水少、晴天多、日照時間長（年日照時數(shù)普遍在2500-3500小時），太陽能資源稟賦極佳。目前新疆已建成多個大型光伏基地（如哈密、昌吉等地的光伏項目），將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，作為“疆電東送”清潔能源的重要組成部分。

面積浩瀚的光伏發(fā)電板集群

特高壓輸電線路跨越長江

三、特高壓輸電為什么要采用直流而不用交流？

直流特高壓輸電效率更高，核心原因是避免了交流輸電中固有的無功功率損耗和集膚效應(yīng)，同時在遠(yuǎn)距離大容量傳輸場景下，線路電阻損耗更低。

具體優(yōu)勢體現(xiàn)在以下兩點：

1. 無無功功率損耗：交流輸電中，電壓和電流存在相位差，會產(chǎn)生不做功的“無功功率”，導(dǎo)致產(chǎn)生額外損耗（需通過電容、電抗器補償，進一步增加成本和損耗）；而直流輸電的電壓、電流無相位差，僅產(chǎn)生克服導(dǎo)線電阻做功的“有功功率”，從根本上消除了無功抽砂損耗。

2. 無集膚效應(yīng)且電阻損耗更低：交流電流傳輸時會因“集膚效應(yīng)”集中在導(dǎo)線表面流過，相當(dāng)于導(dǎo)電截面積減小，從而增大了線路電阻和損耗；直流電流在導(dǎo)線內(nèi)均勻分布，不存在集膚效應(yīng)，導(dǎo)線利用效率更高。此外，相同電壓等級下，直流輸電的線路電阻損耗（與電流平方成正比）通常更低，尤其在遠(yuǎn)距離（超過800公里）傳輸時，優(yōu)勢更加明顯。

因此，在800公里以上的超長距離輸電工程中常采用直流特高壓輸電。

四、什么是換流？它的作用是什么？

換流是指將電能的形式（主要是交流電和直流電）進行相互轉(zhuǎn)換的技術(shù)過程，核心是實現(xiàn)交流（AC）與直流（DC）之間的電能變換。

其主要作用分為兩大方向，對應(yīng)不同的換流類型：

- 整流（AC→DC）：將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，為需要直流供電的設(shè)備提供能源。例如，手機充電器將家庭220V交流電整流為低壓直流電，供手機電池充電；工業(yè)中電解、電鍍工藝也依賴整流獲取直流電。

- 逆變（DC→AC）：將直流電轉(zhuǎn)換為交流電，使直流電能適配交流用電場景。例如，新能源汽車的動力電池（直流）通過逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，驅(qū)動交流電機運轉(zhuǎn)；太陽能光伏板產(chǎn)生的直流電，也需經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電并入電網(wǎng)或供家庭使用。

在特高壓(1100KV)條件下要實現(xiàn)整流與逆變，對器件的耐壓、材料的絕緣、操作工藝的復(fù)雜都提出了極其嚴(yán)酷的要求，這些方面的技術(shù)瓶頸都被中國電力工程技術(shù)人員一一突破，并建立了特高壓輸電的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與國際規(guī)范，中國已經(jīng)成為世界特高壓輸電技術(shù)的領(lǐng)跑人與國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范的制定者，這是特別值得國人驕傲的地方。