Energija yra ekonominės plėtros pagrindas. Per pastaruosius dešimt metų Kinijos energetinės nepriklausomybės garantinis pajėgumas buvo žymiai patobulintas ir buvo sukurta didžiausia pasaulyje švarios energijos gamybos sistema. Energetikos struktūra buvo nuolat optimizuojama, o tai efektyviai garantavo stabilų šalies ūkio funkcionavimą.
Pastaraisiais metais Kinija palaipsniui vystėsi ir augo elektros inžinerijos ir energetikos technologijų srityse. Po daugiau nei 60 plėtros metų Kinija dabar turi galingiausią energetikos pramonės sistemą pasaulyje: 2021 m. šalies instaliuoti elektros energijos gamybos pajėgumai sieks apie 2,38 milijardo kilovatų ir užima pirmąją vietą pasaulyje; Kaip pavyzdį paimkite centrinę įmonę „State Grid“, kuri šiuo metu turi daugiau nei 20 000 patentų ir užima trečią vietą pasaulyje; vien energijos kaupimo baterijų patentų skaičius sudaro 67,56 proc. viso pasaulio patentų; tuo pat metu Kinija taip pat yra didžiausia energijos eksportuotoja pasaulyje.
Ypač UHV perdavimo technologijos srityje, pažangiausios energijos perdavimo technologijos pasaulyje, Kinija įvaldė UHV perdavimo technologiją su nepriklausomomis intelektinės nuosavybės teisėmis, o tai yra pagrindinis nepriklausomas inovacijų pasiekimas, pirmaujantis pasaulyje. Ji ėmėsi iniciatyvos formuojant tarptautinius viešuosius UHV perdavimo linijų standartus, kad Kinijos standartai ir pasauliniai standartai būtų lyginami.
▲Chizhou, Anhui Aero Photography UHV Line Jiuhua tankus kanalas (vaizdo šaltinis / „Visual China“)
Kas yra UHV galios perdavimas
Kinijos elektros tinklo veikimo sistemoje įtampa yra padalinta į dvi sistemas: perdavimo ir paskirstymo. Perdavimo sistema skirta elektros energijai transportuoti į tokio pat ar žemesnio lygio pastotes, o bendras įtampos lygis yra aukštesnis. Paskirstymo sistemos paskirtis – perduoti galią skirstomajai apkrovai, o bendras įtampos lygis neviršija 110kV.
Paprasčiau tariant, nuo elektrinės iki stiprinimo pastotės perdavimo tinklas yra perdavimo sistema; nuo pakopinės pastotės iki paskirstymo tinklo iki televizoriaus, oro kondicionavimo ir kitos elektros įrangos yra paskirstymo sistema.
Pagal Ohmo dėsnį perdavimo proceso metu srovė bus prarasta. Atstumas ir medžiagos yra svarbios praradimo priežastys, ypač perdavimo atstumas. Kuo toliau nuostoliai, tuo didesni nuostoliai. Vienas iš būdų sumažinti perdavimo nuostolius yra padidinti perdavimo įtampą, todėl egzistuoja aukštos įtampos elektros energijos sąvoka.
Kinijoje aukštos įtampos elektros tinklas reiškia 220 kV elektros tinklą. Aukštos įtampos elektros pagrindu sukurta ypač aukšta įtampa gali siekti 500 kV. Tačiau net ir tokiu atveju itin aukštos įtampos nuolatinės srovės perdavimo technologijos vis dar nepakanka, kad būtų galima susidoroti su tūkstančių kilometrų perdavimu dideliais atstumais, o srovės nuostoliai gali siekti net 20 ar daugiau procentų.
Toliau didinant HVDC perdavimo įtampą, kurios negali toleruoti tradicinės izoliacinės medžiagos, suges elektros tinklo sistema ir padidės nelaimingų atsitikimų, pavyzdžiui, gaisrų, rizika, dėl kurios reikalinga UHVDC perdavimo techninė pagalba.
UHV technologija reiškia energijos perdavimo technologiją su AC 1000kV ir DC ± 800kV įtampos lygiais. Didžiausias šios technologijos bruožas yra tai, kad ja galima pasiekti didelio atstumo ir efektyvų energijos perdavimą, ypač tose šalyse, kuriose yra didžiulė teritorija, didelis gyventojų skaičius ar netolygus regioninių išteklių pasiskirstymas. Tai labiau panašu į „anglies siuntimą sniege“, dar žinomą kaip „5G tinklas elektros srityje“ ir „greitasis geležinkelis energetikos sistemoje“.
Remiantis Kinijos valstybinės tinklo korporacijos pateiktais duomenimis, pirmosios grandinės UHVDC elektros tinklas gali siųsti 6 milijonus kilovatų elektros energijos, o tai yra 5-6 kartų daugiau nei esamas 500 kV nuolatinės srovės elektros tinklas, o perdavimo atstumas taip pat yra 2–3 kartus didesnis už pastarąjį ir gali sutaupyti 60 procentų žemės išteklių.
▲UHV energijos perdavimo schema (nuotraukos šaltinis / „Wall Street News“)
Nuo savadarbių iki savarankiškumo
Tiesą sakant, Kinijos UHV perdavimo plėtra taip pat yra „bejėgis žingsnis“, nes pagrindinės Kinijos nacionalinės sąlygos lemia itin nesubalansuotą geografinį elektros gamybos ir vartojimo pasiskirstymą.
Du trečdaliai šalies anglies išteklių yra sutelkti trijose Shaanxi, Shanxi ir Vidinės Mongolijos provincijose ir regionuose, 80 procentų hidroenergijos išteklių sutelkta pietvakariuose, o fotovoltinės ir vėjo energijos ištekliai daugiausia sutelkti šiaurės vakaruose, Vidinėje Mongolijoje. ir kitose vietose. Tačiau centriniuose ir rytiniuose regionuose yra 16 provincijų, kuriose tankiausiai apgyvendinta ir didžiausia elektros paklausa, yra 16 provincijų centriniuose ir rytiniuose regionuose, todėl tolimojo elektros perdavimo poreikis yra didelis. Energijos technologijos yra ne tik mokslinis klausimas, bet ir svarbi Kinijos energetinio saugumo garantija.
Skirtingai nei „tradicinių pranašumų“ srityse, tokiose kaip tiltai ir civilinė inžinerija, Kinija neturi daug techninių rezervų energijos perdavimo technologijoje ir iš esmės yra savadarbė. Taigi iki pat ankstyvo reformos ir atsivėrimo etapo elektros tiekimo sutrikimai buvo dažni įvairiose vietose dėl nepakankamo elektros tiekimo.
Siekdama išspręsti elektros energijos tiekimo problemą devintajame dešimtmetyje Kinija įvedė energijos perdavimo ir transformavimo technologiją, kurios įtampos lygis buvo 500 kV iš Vakarų (anksčiau 220 kV įprastas energijos perdavimas daugumoje sričių). Tačiau sparčiai vystantis ekonomikai ir visuomenei, 500 kV elektros perdavimo technologija taip pat susidūrė su pasiūlos ir paklausos lubomis, todėl būtina toliau didinti perdavimo galią ir patekti į UHV lauką.
Energetikos srityje UHV perdavimas visada buvo pasaulinio lygio problema. JAV, Sovietų Sąjunga, Japonija, Italija ir kitos šalys atliko UHV tyrimus ir bandymus, įrangos kūrimą ir inžinerinius bandymus, tačiau dėl politinių, ekonominių, technologinių ir kitų veiksnių jie visi baigėsi nesėkmingai.
Nuo 2000 m. atitinkami padaliniai organizavo dešimtis mokslinių tyrimų institucijų ir universitetų bei šimtus įrangos gamybos įmonių, sudarant tūkstančius planų rinkinių, kuriuose iš viso dalyvauja šimtai tūkstančių žmonių. Esant aplinkybėms, kad pasaulyje nėra „standartų, patirties ir įrangos“, daugelis pasaulinio lygio UHV perdavimo technologijos problemų buvo įveiktos.
Kinijos nepriklausomai sukurtas ± 800 kV UHVDC keitiklio transformatorius sukūrė didžiausios talpos, didžiausio techninio sunkumo ir trumpiausio išėjimo laiko pasaulio rekordą.
Kinijos patobulintos technologijos sukurtų UHV energiją taupančių laidininkų laidumas padidėjo nuo 61.{2}} proc. IACS (laidumas, kuris yra matavimo vertė, rodanti medžiagos perdavimo srovės stiprumą) iki 63,5 proc. IACS, o tai labai sumažina nuostolius UHV energijos perdavimo procese ir gali sumažinti energijos perdavimo nuostolius milijardais laipsnių kasmet.
▲ 2022 m. birželio 26 d. Čongčinge, Baihetan-Zhejiang ± 800 kV UHVDC perdavimo projekto Chongqing Qianjiang atkarpos statybvietėje, darbuotojai atliko oro darbus daugiau nei 100 metrų aukštyje (Vaizdo šaltinis / „Vision China“)
Šie mokslo ir technologijų naujovių pasiekimai neatsiejami nuo atitinkamų valstybės departamentų dėmesio ir dar labiau neatsiejami nuo daugybės mokslinių tyrinėtojų sunkaus darbo, perkeliančio mokslinę tiesos ieškančių naujovių ir sunkaus darbo dvasią. Pavyzdžiui, Li Lixuan, Kinijos inžinerijos akademijos akademikas, yra UHVDC perdavimo srities ekspertas Kinijoje ir žinomas kaip „pirmasis asmuo nuolatinės srovės perdavimo srityje“. UHV ± 800 kV nuolatinės srovės technologijos srityje jis vadovavo ekspertams ir komandoms įveikti sunkumus, sukūrė 73 pagrindinius elektros įrenginius 13 kategorijų, įgijo 141 pagrindinę technologiją, sukūrė 37 pirmuosius pasaulyje ir tapo vienu iš pagrindinių mano šalies „pirmaujančio pasaulyje“ propaguotojų. šioje srityje.
Chen Weijiang, Kinijos mokslų akademijos akademikas, yra aukštos įtampos ir izoliacijos technologijų ekspertas. Jis laimėjo Nacionalinį mokslo ir technologijų pažangos apdovanojimą ir antrąjį Nacionalinio technologijų išradimo apdovanojimą. Jis ilgą laiką užsiima elektromagnetinių pereinamųjų procesų analizės metodų ir elektros sistemų apsaugos technologijos tyrimais. Šie mokslinių tyrimų pasiekimai veiksmingai padėjo sėkmingai atlikti mano šalies UHV energijos perdavimo technologijos tyrimus ir plėtrą.
Kinijos elektrotechnikos draugija, įkurta 1981 m., yra akademinės grupės organizacija, kurios pagrindinė institucija yra elektros inžinieriai ir elektros mokslo bei technologijų darbuotojai, be to, ji yra svarbi socialinė jėga plėtojant Kinijos elektros inžinerijos įmones. Draugija laikosi akademinių mainų kaip centro, susiduria su elektros technikos paribiais ir šalies ūkio statybos poreikiais, aktyviai vykdo akademinių mainų veiklą. Į Kinijos mokslo ir technologijų asociacijos „Svarbių akademinių konferencijų vadovą (2022 m.)“ iš viso įtrauktos 8 Kinijos elektrotechnikos draugijos konferencijos, pvz., Kinijos elektrotechnikos draugijos akademinis metinis susirinkimas, 5-asis tarptautinis elektros pramonės susitikimas. ir energetikos konferencija bei Pasaulinės elektrinių transporto priemonių konferencijos Kinijos filialas. Susitikimai yra visos akademinės konferencijos, turinčios didesnę įtaką ir daug dalyvių.
Naujos galimybės „dvigubos anglies“ kontekste
2009 m. buvo visiškai prijungta pirmoji Kinijos UHV perdavimo linija, Jindongnan-Nanyang-Jingmen, ir Kinija tapo pirmąja šalimi pasaulyje, visiškai įsisavinusia UHV perdavimo technologiją ir įdiegusia ją į verslo operacijas.
Nuo tada, daugiau nei dešimt metų, Kinijos UHV perdavimo technologija padarė istorinį proveržį: iki 2021 m. pabaigos mano šalyje buvo pradėtos naudoti iš viso 33 UHV linijos, apimančios septynias pagrindines šalies elektros tinklo sritis. Perdavimo linijos projektas yra beveik 40 000 kilometrų, o tai prilygsta apvažiavimui aplink žemę.
Technologijų lyderystė suteikė Kinijai daugiau balso. Šiuo metu UHV technologijų srityje Kinija ėmėsi lyderio vaidmens formuojant tarptautinius UHV perdavimo linijų standartus ir turi visas patento teises. Tai reiškia, kad net jei kitos šalys sukūrė vietinę technologiją, jos turi laikytis Kinijos standartų, kad joms būtų leista jas parduoti tarptautiniu mastu.
Kinija nuosekliai bendradarbiavo su Filipinais, Portugalija, Australija, Graikija, Rusija ir kitomis šalimis, kad pradėtų pasaulinį UHV energijos perdavimo išdėstymą. 168 pasaulio šalys yra pasirašiusios bendradarbiavimo sutartis su „State Grid“ technologijų srityje, o tai reiškia, kad Kinijos UHV technologija pradėjo eiti į užsienį ir eiti į pasaulį.
„Anglies viršijimo ir anglies neutralumo“ fone elektros energijos sistema dabar susiduria su gilia revoliucija, o UHV technologija taip pat pasiekė naują sankirtą.
Ateityje, mažėjant tradicinės šiluminės energijos daliai ir didėjant vėjo ir saulės žaliosios energijos bei švarios energijos proporcijai, atitinkamai keisis ir tradicinis „elektros gamybos, perdavimo, transformavimo, paskirstymo ir elektros energijos suvartojimo“ modelis. , kuri taip pat suteiks daugiau galimybių ir iššūkių Kinijos energetikos pramonės plėtrai.
Viena vertus, UHV technologija, kaip nuotolinio energijos perdavimo nešėja anglies neutralumo procese, yra svarbi parama užtikrinant energetinį saugumą ir pagreitinant „dvigubo anglies dioksido“ tikslo įgyvendinimą, subalansuojant energijos ir apkrovos paskirstymą ir skatinant naujas energijos suvartojimas.
Kita vertus, UHV projektai taip pat gali veiksmingai paskatinti vietos ekonomikos plėtrą. Remiantis skaičiavimais, per „14-ojo penkerių metų plano“ laikotarpį nuolatinės srovės tiekimo kanalai Šiaurės Rytų Kinijoje, Mengxi, Shanxi, Šiaurės Vakarų Kinijoje, Pietvakarių Kinijoje ir kituose regionuose turi padidinti perdavimo pajėgumus 84,52 mln. kilovatų, o naujasis UHVDC. projekto investicijos yra apie 260 milijardų juanių, o tai turės teigiamą vaidmenį skatinant tiekėjų ir vartotojų pramonės grandinių plėtrą. Tikimasi, kad UHV ir toliau spartins plėtrą ir atvers didesnę augimo erdvę.