Az energia a gazdasági fejlődés alapja. Az elmúlt tíz évben Kína energiafüggetlenségi garanciális képessége jelentősen javult, és kiépült a világ legnagyobb tiszta energiatermelő rendszere. Az energiaszerkezetet folyamatosan optimalizálták, ami hatékonyan garantálta a nemzetgazdaság stabil működését.
Az elmúlt években Kína fokozatosan fejlődött és növekedett az elektrotechnika és az energiatechnológia területén. Több mint 60 éves fejlesztés után Kínában van a világ legerősebb villamosenergia-ipari rendszere: 2021-ben az ország beépített villamosenergia-termelési kapacitása körülbelül 2,38 milliárd kilowatt lesz, ami az első helyen áll a világon; Vegyük például a központi vállalati State Grid-et, amely jelenleg több mint 20,000 szabadalommal rendelkezik, és a harmadik helyen áll a világon; egyedül az energiatároló akkumulátorokra vonatkozó szabadalmak száma a világ összességének 67,56 százalékát teszi ki; ugyanakkor Kína a világ legnagyobb energiaexportőre is.
Kína különösen az UHV átviteli technológia, a világ legfejlettebb erőátviteli technológiája területén sajátította el az UHV átviteli technológiát független szellemi tulajdonjogokkal, ami a világ egyik jelentős független innovációs vívmánya. Vezető szerepet vállalt a nemzetközi nyilvános UHV távvezeték-szabványok megfogalmazásában, hogy a kínai szabványok és a világszabványok egyenlővé váljanak.
▲Chizhou, Anhui Légifotózás UHV Line Jiuhua Dense Channel (Kép forrása/Visual China)
Mi az UHV erőátvitel
A kínai elektromos hálózat működési rendszerében a feszültség két rendszerre oszlik: átviteli és elosztási rendszerre. Az átviteli rendszer az azonos szintű vagy alacsonyabb szintű alállomások teljesítményének szállítását szolgálja, és az általános feszültségszint magasabb. Az elosztórendszer célja a teljesítmény átvitele az elosztó terhelésre, és az általános feszültségszint nem haladja meg a 110 kV-ot.
Egyszerűen fogalmazva, az erőműtől a gyorsító alállomásig az átviteli hálózat az átviteli rendszer; a lépcsős alállomástól az elosztó hálózatig a TV-ig, a légkondicionálóig és az egyéb elektromos berendezésekig az elosztórendszer.
Ohm törvénye szerint az áram elveszik az átviteli folyamat során. A távolság és az anyagok fontos okai a veszteségnek, különösen az átviteli távolság. Minél nagyobb a veszteség, annál nagyobb a veszteség. Az átviteli veszteség csökkentésének egyik módja az átviteli feszültség növelése, ezért létezik a nagyfeszültségű villamos energia fogalma.
Kínában a nagyfeszültségű villamosenergia-hálózat a 220 kV-os elektromos hálózatot jelenti. A nagyfeszültségű villamos energia alapján kifejlesztett ultranagy feszültség elérheti az 500 kV-ot. De még így sem elég az ultra-nagyfeszültségű egyenáramú átviteli technológia a több ezer kilométeres távolsági átvitel megbirkóznia, sőt az áramveszteség elérheti a 20 százalékot vagy még azt is.
A HVDC átvitel feszültségének további emelése, amelyet a hagyományos szigetelőanyagok nem tűrnek el, az elektromos hálózat meghibásodásához vezet, és növeli az olyan balesetek kockázatát, mint a tűzesetek, amihez UHVDC átviteli műszaki támogatásra van szükség.
Az UHV technológia az 1000 kV AC és DC ± 800 kV feszültségszintű erőátviteli technológiát jelenti. Ennek a technológiának a legnagyobb tulajdonsága, hogy nagy távolságra és hatékony energiaátvitelt tud megvalósítani, különösen a hatalmas területtel, nagy népességgel vagy a regionális erőforrások egyenetlen elosztásával rendelkező országokban. Ez inkább „szénküldés a hóban”, más néven „5G hálózat az elektromos térben” és „nagysebességű vasút az energiarendszerben”.
A State Grid Corporation of China adatai szerint az első hurkos UHVDC áramhálózat 6 millió kilowatt villamos energiát képes küldeni, ami a meglévő 500 kV-os egyenáramú hálózat 5-6-szorosának felel meg, és a teljesítmény átviteli távolsága is 2-3-szorosa az utóbbinak, és a föld erőforrások 60 százalékát takaríthatja meg.
▲Az UHV erőátvitel sematikus diagramja (kép forrása/Wall Street News)
A saját alkotástól az önellátásig
Valójában az UHV átvitel kínai fejlesztése is "tehetetlen lépés", mert Kína alapvető nemzeti feltételei határozzák meg a villamosenergia-termelés és -fogyasztás rendkívül kiegyensúlyozatlan földrajzi eloszlását.
Az ország szénkészletének kétharmada Shaanxi, Shanxi és Belső-Mongólia három tartományában és régiójában összpontosul, a vízenergia-források 80 százaléka délnyugaton, a fotovoltaikus és szélenergia-források pedig főként északnyugaton, Belső-Mongóliában koncentrálódnak. és más helyeken. A középső és keleti régiók 16 legsűrűbben lakott és legnagyobb villamosenergia-igényű tartománya azonban a középső és keleti régiók 16 tartománya, ami nagy kereslethez vezet a távolsági energiaátvitel iránt. Az energiatechnológia nemcsak tudományos kérdés, hanem Kína energiabiztonságának fontos garanciája is.
Ellentétben a "hagyományos előnyök" területeivel, mint például a hidak és a mélyépítés, Kína nem rendelkezik nagy műszaki tartalékokkal az erőátviteli technológiában, és alapvetően saját gyártású. Így a reform és a nyitás korai szakaszáig az elégtelen áramellátás miatt különböző helyeken gyakoriak voltak az áramkimaradások.
Az energiaellátás problémájának megoldására az 1980-as években Kína bevezette az energiaátviteli és -átalakítási technológiát nyugatról 500 kV-os feszültségszinttel (korábban a legtöbb területen 220 kV-os közönséges energiaátvitel). Ám a gazdaság és a társadalom rohamos fejlődésével az 500kV-os erőátviteli technológia is a kereslet-kínálat plafonjába került, ezért tovább kell növelni az átviteli teljesítményt, és ki kell lépni az UHV mezőbe.
Az energia területén az UHV átvitel mindig is világszínvonalú probléma volt. Az Egyesült Államok, a Szovjetunió, Japán, Olaszország és más országok egyaránt végeztek UHV-kutatást és -teszteket, berendezésfejlesztést és mérnöki kísérleteket, de politikai, gazdasági, technológiai és egyéb tényezők miatt mindegyik kudarccal végződött.
2000 óta az illetékes osztályok több tucat tudományos kutatóintézetet és egyetemet, valamint több száz berendezésgyártó vállalkozást szerveztek, több ezer tervcsomagot alkotva, összesen több százezer ember részvételével. A "nincs szabvány, nincs tapasztalat és nincs felszerelés" a világon, az UHV átviteli technológia világszínvonalú problémáit sikerült megoldani.
A Kína által önállóan kifejlesztett ± 800 kV-os UHVDC átalakító transzformátor világrekordot hozott létre a legnagyobb egyedi kapacitással, a legnagyobb műszaki nehézséggel és a legrövidebb kimeneti idővel a világon.
A kínai továbbfejlesztett technológiával kifejlesztett UHV energiatakarékos vezetők vezetőképessége 61.{2}} százalékról IACS-ről (vezetőképesség, amely az anyagátviteli áramkapacitás erősségét jelző mérési érték) 63,5 százalékra nőtt, ami nagymértékben csökkenti a az UHV áramátviteli folyamat veszteségét, és évente több milliárd fokkal csökkentheti az energiaátviteli veszteségeket.
▲ 2022. június 26-án Chongqingban, a Baihetan-Zhejiang ± 800 kV UHVDC átviteli projekt Chongqing Qianjiang szakaszának építkezésén a munkások több mint 100 méteres magasságban végeztek légi munkát (Kép forrása/Vision China)
Ezek a tudományos és technológiai innovációs vívmányok elválaszthatatlanok az illetékes állami osztályok figyelmétől, és még inkább elválaszthatatlanok számtalan tudományos kutató kemény munkájától, amely az igazságkereső innováció és a kemény munka tudományos szellemét viszi tovább. Például Li Lixuan, a Kínai Mérnöki Akadémia akadémikusa az UHVDC átvitel szakértője Kínában, és „az egyenáramú átvitel első embereként” ismert. Az UHV ± 800 kV egyenáramú technológiában szakértőket és csapatokat vezetett a nehézségek leküzdésére, 13 kategóriában 73 fő elektromos berendezést fejlesztett ki, 141 kulcsfontosságú technológiát szerzett be, 37 világelsőt hozott létre, és hazám „világelsőségének” egyik fő támogatója lett. ezen a területen.
Chen Weijiang, a Kínai Tudományos Akadémia akadémikusa a nagyfeszültség- és szigeteléstechnológia szakértője. Elnyerte a Nemzeti Tudományos és Technológiai Haladás Díját és a Nemzeti Technológiai Találmányi Díj második díját. Hosszú ideje foglalkozik villamosenergia-rendszerek elektromágneses tranziens elemzési módszereinek és védelmi technológiájának kutatásával. Ezek a tudományos kutatási eredmények hatékonyan támogatták hazám UHV erőátviteli technológiájának sikeres kutatását és fejlesztését.
Az 1981-ben alapított Kínai Elektrotechnikai Társaság egy akadémiai csoportszervezet, amelynek fő testülete villamosmérnökök, valamint elektromos tudományos és technológiai dolgozók, valamint fontos társadalmi erő a kínai elektrotechnikai vállalkozások fejlesztésében. A Társaság az akadémiai cserekapcsolatokhoz, mint központhoz ragaszkodik, szembenéz az elektromos technológia határterületeivel és a nemzetgazdasági építkezés igényeivel, aktívan folytat tudományos cseretevékenységet. A Kínai Tudományos és Technológiai Szövetség „Útmutató a fontos tudományos konferenciákhoz (2022)” a Kínai Elektrotechnikai Társaság összesen 8 konferenciáját tartalmazza, például a Kínai Elektrotechnikai Társaság Akadémiai Éves Találkozóját, az 5. Nemzetközi Elektrotechnikai Társaságot. és Energia Konferencia, valamint az Elektromos Járművek Világkonferencia kínai ága. A találkozók mind nagyobb befolyással és nagyszámú résztvevővel rendelkező tudományos konferenciák.
Új lehetőségek a „kettős szén-dioxid” összefüggésében
2009-ben Kína első UHV távvezetékét, a Jindongnan-Nanyang-Jingmen-t teljesen összekötötték, és Kína lett a világ első országa, amely teljesen elsajátította az UHV átviteli technológiát és bevezette az üzleti tevékenységbe.
Azóta több mint tíz éve a kínai UHV átviteli technológia történelmi áttörést ért el: 2021 végéig összesen 33 UHV vezetéket helyeztek használatba hazámban, amelyek az ország hét fő villamosenergia-hálózati területét fedik le. A távvezeték-projekt közel 40,000 kilométer, ami egyenértékű a Föld megkerülésével.
A technológiai vezetés nagyobb hangot adott Kínának. Jelenleg az UHV technológia területén Kína vezető szerepet tölt be a nemzetközi UHV távvezetéki szabványok kialakításában, és teljes szabadalmi joggal rendelkezik. Ez azt jelenti, hogy még ha más országok ki is fejlesztették a hazai technológiát, be kell tartaniuk a kínai szabványokat, mielőtt azt nemzetközileg értékesíthetik.
Kína egymás után együttműködött a Fülöp-szigetekkel, Portugáliával, Ausztráliával, Görögországgal, Oroszországgal és más országokkal az UHV áramátvitel globális elrendezésének elindítása érdekében. A világ 168 országa írt alá együttműködési megállapodást a State Griddel a technológia területén, ami azt jelenti, hogy a kínai UHV-technológia külföldre és a világra is eljutott.
A „szén-csúcs és szén-dioxid-semlegesség” hátterében az energiarendszer most mélyreható forradalom előtt áll, és az UHV technológia is új metszésponthoz érkezett.
A jövőben a hagyományos hőenergia arányának csökkenésével, valamint a szélenergia és a napelemes zöldenergia, valamint a tiszta energia arányának növekedésével a hagyományos "energiatermelés, átvitel, átalakítás, elosztás és villamosenergia-fogyasztás" modell is ennek megfelelően változik. , amely több lehetőséget és kihívást is jelent majd a kínai energetikai ipar fejlődése számára.
Egyrészt a szénsemlegesség folyamatában a távoli erőátvitel hordozójaként az UHV technológia fontos támasza az energiabiztonság biztosításában és a „kettős széndioxid” cél megvalósításának felgyorsításában, az energia- és terheléselosztás kiegyensúlyozásában, valamint az új energia fogyasztás.
Másrészt az UHV projektek hatékonyan ösztönözhetik a helyi gazdaságfejlesztést. Becslések szerint a „14. ötéves terv” időszakában az egyenáramú szállítási csatornáknak Északkelet-Kínában, Mengxi, Shanxi, Északnyugat-Kínában, Délnyugat-Kínában és más régiókban 84,52 millió kilowatttal kell növelni az átviteli kapacitást, és az új UHVDC-t. A projekt beruházása körülbelül 260 milliárd jüan, ami pozitív szerepet fog játszani az upstream és downstream ipari láncok fejlődésének elősegítésében. Az UHV várhatóan továbbra is felgyorsítja a fejlődést, és nagyobb növekedési teret nyit.