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特高压给我们带来了什么?

来源:电气中国杂志   作者:   时间:2013-01-14 07:46:21  
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2007年,在国内电力工业以及输变电装备制造业,“特高压”一词炙手可热:

6月,国家电网公司的1000千伏特高压晋东南—荆门交流输电工程设备采购竞价谈判在北京举行,并分别与各供货商签订合同。

6月8日 ,南方电网公司的“云南—广东±800千伏直流输电工程换流站主设备采购合同签字仪式”在广州举行。

12月17日,国家电网公司的“四川—上海±800千伏特高压直流输电示范工程”开标仪式在北京举行。
至此,掀开了特高压建设的序幕。

回首特高压之路,争议不断,却火爆依然,拂去这表面的喧嚣,特高压究竟给我们带来了什么呢?


中国,一只脚踏进特高压领域

目前从国际上看,特高压电网在世界上仍是空白。除苏联建成了长达2362千米的1150千伏特高压交流输电线路 (现在已经降压到500千伏),日本建设的1000千伏级的输变电工程外,其他国家都没有特高压输电商业运行的经验。而中国已经开始向这个高端领域进军了。

说起中国特高压建设,美国电力科学研究院主任罗丹先生的第一句话就是“非常了不起!”,他接着说:“我认为有一天美国会借鉴中国的特高压技术。”

我国构建特高压电网的目的是促进全国范围内资源优化配置,不仅可显著减少输电线路的送电回路数,还可减少土地占用,甚至提高节电效益。据了解,特高压1000千伏交流输电线路,其输送功率约为500千伏交流线路的4~5倍;特高压±800千伏直流线路,其输送功率约为±500千伏直流线路的6~7倍。若按特高压网上网2亿千瓦的规模计算,可以减少发电装机2000万千瓦,年节电效益在1000亿千瓦时以上。

2006年发布的《国务院关于加快振兴装备制造业的若干意见》第六条指出:“以重点工程为依托,推进重大技术装备自主制造。国家在核准或审批重点建设工程时,要有针对性地安排一批重大技术装备自主化依托工程,并要求项目业主和制造部门联合制定详细的装备自主制造实施方案,有关企业和单位要给予大力支持。”

政府给予国内企业政策和资金等支持态度是坚定的。国家电网公司也主动提出了以我为主研制特高压设备的基本原则与政府的态度精确合拍。这对促进我国电工制造业的技术升级,占领国际输变电设备市场,具有十分重要的意义。

若把特高压装备比做输变电装备制造业的王冠,那么特高压主设备就是王冠上的宝石。面对这颗宝石,有潜力,有实力的国内外企业又有谁愿拱手让出呢!西门子、ABB、东芝等国际一流输变电设备制造企业都极力想介入中国的特高压发展计划,但由于受市场制约,这些外企均未能形成绝对的技术优势。


特高压技术,究竟有多“高”

特高压在整个世界输变电设备制造业中,说其技术处于金字塔的顶端毫不为过。日本东京电力公司副总经理林乔说:“特高压是当今国际电网发展的巅峰,需要很强的科技支持,特别是同塔双回线路技术难点更多,面临的运行安全任务更为艰巨。”国际大电网会议秘书长科瓦尔指出,无论交流和直流,上升到一个更高的电压等级都是技术进步。开展对特高压技术的研究将是非常有价值的,势必引起重大的技术突破。

据了解,特高压交流变电站的主要设备有:主变压器、电抗器、断路器等及相关配套件;特高压直流变电站的主要设备有换流阀、控制保护、平波电抗器、换流变压器等。

目前,国内变压器的技术和制造能力已大大提升。“三大变”:特变电工、西变、天威保变三家企业处于行业排头兵的位置,均拥有或在建的特高压等级的试验室和生产车间。在电场计算、波过程计算、漏磁场计算、端部出线设计等方面都具备了成熟的技术,完全具有特高压用变压器等的设计与制造能力。

在断路器制造上,“三大开”:平高、西开、沈高三家企业是行业的排头兵,已具备自主开发特高压AIS的能力。其中平高特高压瓷柱式断路器开始进入样机试验阶段。西开成功研制750千伏双断口式断路器及500千伏单断口式断路器,且正在研制更高级别的产品。在GIS方面,沈高的优势较为明显。

特高压变电站的技术含量之高,制造难度之大,是前所未有的。为此,有人曾认为,国内企业即使具有特高压设备的设计水平和制造能力,但配套的元器件,如电容器、套管、电感器、电阻及绝缘材料,能够满足主设备的配套要求的,仍是凤毛麟角。

回首2000~2004年,在±500千伏直流输电项目的三峡—常州、三峡—上海、三峡—广州工程上,ABB公司从中国手中拿走了10.9亿美元的订单。中国直流输电线路的建设成了国外企业的大餐,本土企业只能望“餐”兴叹。除了技不如人,国家产业政策没有向国内企业倾斜也是一个重要原因。

在使用国产设备还是进口设备上,始终有一种说法:“电网瘫痪一分钟损失以亿元计,为防止这种情况发生,我们宁肯在进口设备上多花点钱,也要高质量”。然而,南方某地超高压输电线路上悬挂的是进口的绝缘子,掉下好几支,结果不再进口了事,而中国企业的绝缘子若掉下来,将是毁灭性的灾难。现实就是如此,在本土生长的企业风险更高。


十年河东,十年河西

真应了中国那句古话:十年河东,十年河西。2005年6月,以西北—华中±500千伏直流输电的灵宝背靠背直流换流站为标志,主要设备100%国产化,从而彻底摆脱了对国际技术寡头的依赖。中国制造,全中国血统的换流站投入给了国外巨头们一个惊醒——中国产业发展战略已经过了懵懂期而日臻成熟。在中国特高压项目上,外资企业强烈地感觉到了这一点。三菱电机北京事务部一位人士说:“我们很希望参与这个工程,但是政策不允许。”

国家明确提出要走特高压装备国产化道路的产业政策,给中国的民族产业提供了绝佳的发展机遇。

在特高压设备行业,企业正在以自主研发为主,国际合作为辅的方式,逐步实现设备国产化。

在自主研发的路径上,西开电气已自主开发出550千伏单断口SF6断路器,在此基础上积极进行国际合作。目前,±800千伏罐式断路器正在研制中,1100千伏罐式断路器已进入开发论证阶段。

北京电力设备总厂继为西高所研制出800千伏试验电抗器后,又开发出±800千伏平波电抗器。特高压继电保护装置目前仍由南瑞、许继及北京三家所垄断,许继完全自主开发研制的±800千伏直流输电保护在国内企业中竞争优势明显。

2007年12月21日,国家电网公司的四川—上海±800千伏特高压直流输电示范工程在宜宾隆重举行开工仪式,继晋东南—南阳—荆门1000千伏试验示范工程开工后,加上南方电网公司的云南—广东±800千伏直流工程已破土动工。我国特高压工程进入了新的阶段。

据了解,四川—上海±800千伏特高压直流输电示范工程线路全长2000千米,有18项指标世界第一,动态投资180亿元。

特高压1000千伏交流试验示范工程,建设两个变电站,一个开关站,容量均为300万千伏安。线路全长654千米。估算,动态投资200亿元。
     云南—广州的±800千伏直流输电工程,建设两个变电站,线路全长438千米,工程静态总投资132亿元,供货合同79.08亿元。

到2020年特高压交流加直流输电线路的市场有4060亿元,其中,交流输电线路2560亿元,直流输电线路约1500亿元。若从特高压整个市场的价值量上说,4060亿元的投资不是个小数目。如果按工程的60%为设备投资。这也算是个大数了。


特高压市场,是“大”还是“小”

然而,无论是交流设备还是直流设备,其设备大多单台造价高、数量少。从这个意义上说,市场又不算太大。以首条1000千伏示范工程58.57亿元的申报价为例,在乘以60%后等于35亿元多一点。这就是设备的投资。交流的主变压器基本由“三大变”企业才有能力去分享。另有人计算过,现已开标的两条±800千伏直流项目换流站所需平波电抗器36台,市场价值量在3亿元上下;已开标的1000千伏交流项目仅开关部分的标的大概在10亿元左右。对设备制造厂来说,实在不算大了。一家变压器企业的副总经理干脆表示:“特高压市场整体规模虽然大,但相关企业的市场很小。” “特高压项目不会给我们产生多少直接的经济效益。”参与1000千伏交流项目投标的某国内知名电力设备公司的总经理说。从兼容性上说,在特高压根系下的超高压、高压等级的设备才是更大的市场,才会有更多的厂家能去分享。所以,谈到特高压给企业带来的商机时,电气行业的上市公司无一例外地表示:“全国能建多少条特高压?我们主要的市场还是在下面的支网。”

特高压主设备提供由国内实力雄厚、信誉良好的企业制造。

2006年6月,国家电网公司进行晋东南—荆门1000 千伏交流项目招标,沈变中标4 台变压器和4 台电抗器的2.3 亿元供货合同。北京电力设备总厂中标25台电抗器供货合同。

2007年6月8日,南方电网公司对云南—广东±800千伏直流输电工程主设备招标,西电集团公司取得了一个站的晶闸管换流阀、14台低端换流变压器、2台高端换流变压器的14亿元供货合同。沈变中标4台高端换流变压器、7台低端换流变压器、9台平波电抗器的5.2亿元供货合同。北京电力设备总厂中标9台平波电抗器供货合同。其余部分的换流变压器及直流场设备由西门子公司提供。

2007年12月17日,国家电网公司进行四川—上海±800千伏直流输电工程主设备招标,沈变中标4台高端直流变压器和14台低端直流变压器,总价值8.2亿元。天威保变中标9台换流变压器的4.44亿元合同。许继集团中标换流阀与控制保护设备的9.64亿元供货合同。北京电力设备总厂通吃了平波电抗器1.5亿元供货合同。

“晋东南—荆门”线的设备国产化率为100%,“四川—上海”线的设备国产化率为75%。“云南—广州”线设备国产化率为60%。
从宏观上看,特高压市场是一个诱人的大蛋糕,但从微观上分析,可供分享的市场又不大,能够分享的人不会太多。对于众多厂家而言,要把握好机会成本。研发需要的资金巨大,但巨大的投入并不代表一定会生产出新的实用技术。塔尖上的高端技术,只有那些有实力、有规模的巨人才能采撷,中小企业切莫好高骛远,得不偿失。


建设,中国电力的脊梁

特高压对于中国电网技术而言,无异于一次科技革命,一次科技革命必将引领一次产业革命。这是历史规律。

在特高压建设上,国家电网公司为特高压装备和技术的国产化程度定调:“特高压交流设备除开关采用中外合作的方式研制生产外,其他设备均立足国内生产制造,并限定为内资控股企业。”这为国内输电、配电设备制造企业的技术提升,综合能力的提高带来新的机遇和市场空间。

如果把中国的特高压工程比做金字塔,特高压所需的主设备处于塔尖;特高压电网可兼容500千伏、330千伏、220千伏、110千伏等若干子网架,这些子网架设备金字塔的塔身,应该有更多企业去分享;处于塔基部分的市场会有众多的企业参与。

特高压的特高标准会逼迫参与者提升自身的素质,提升技术水平,从而带动输配电设备产业的升级。据了解,我国特高压试验基地建成后,综合试验能力进入世界级行列,有12项可创下世界第一。

说到试验,行业内都知道,电气设备的制造和出厂,是以试验结果来说话的,试验有工序间的试验、出厂前试验等,试验数据又要高于运行要求,即使这样,也不敢保证设备运行的稳定性、可靠性。有专家说,有的设备要经过4~5年的考验,才能分出高低。

有管理学者说,中国的企业要学会合作和价值分享,在分享中找到自己的定位。尽管特高压市场是大企业间的博弈,但输配电制造业的中小企业在产品关联上,应该尽快把提供配套、加工等服务纳入大企业的分供方序列,主动加入大企业发展的产业链条,走专、精、优的路子,演好配套角色,提高自身的技术水平和专业程度,以求生存和发展。

在以特高压为轴心的市场较量中,在高端、中端、低端设备制造上,要打造出中国的精品,中国企业必须整合自己的生产要素和各方面资源,打一场特高压的攻坚战,推出几个有影响力的输变电产品世界级品牌。

所以,两院院士潘家铮说,建设特高压电网,就是“建设中国电力的脊梁”。

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