Energia on majandusarengu alus. Viimase kümne aasta jooksul on Hiina energiasõltumatuse tagamise võimekust oluliselt paranenud ning ehitatud on maailma suurim puhta elektritootmise süsteem. Energiastruktuuri on pidevalt optimeeritud, mis on tõhusalt taganud riigi majanduse stabiilse toimimise.
Hiina on viimastel aastatel järk-järgult arenenud ja kasvanud elektrotehnika ja energeetika valdkonnas. Pärast enam kui 60 aastat kestnud arengut on Hiinal nüüd maailma võimsaim energiatööstuse süsteem: 2021. aastal on riigi installeeritud elektritootmisvõimsus umbes 2,38 miljardit kilovatti, mis on maailmas esikohal; Võtke näiteks keskettevõte State Grid, sellel on praegu enam kui 20,000 patenti, mis on maailmas kolmandal kohal; ainuüksi energiasalvestuspatareide patentide arv moodustab 67,56 protsenti maailma koguarvust; samal ajal on Hiina ka maailma suurim elektrienergia eksportija.
Eriti maailma kõige arenenuma jõuülekandetehnoloogia UHV ülekandetehnoloogia valdkonnas on Hiina omandanud sõltumatute intellektuaalomandi õigustega UHV ülekandetehnoloogia, mis on suur sõltumatu innovatsioonisaavutus maailmas. Ta on võtnud juhtrolli rahvusvaheliste avalike UHV ülekandeliinide standardite sõnastamisel, nii et Hiina standardid ja maailmastandardid võrdsustatakse.
▲Chizhou, Anhui õhufotograafia UHV Line Jiuhua tihe kanal (pildi allikas / visuaalne Hiina)
Mis on UHV jõuülekanne
Hiina elektrivõrgu töösüsteemis on pinge jagatud kaheks süsteemiks: edastus ja jaotus. Ülekandesüsteem on elektrienergia transportimiseks sama taseme või madalama taseme alajaamadesse ning üldine pingetase on kõrgem. Jaotussüsteemi eesmärk on edastada võimsust jaotuskoormusele ning üldine pingetase ei ületa 110kV.
Lihtsamalt öeldes on ülekandevõrk elektrijaamast võimendusalajaamani ülekandesüsteem; alajaamast jaotusvõrgust kuni teleri, kliimaseadme ja muude elektriseadmeteni on jaotussüsteem.
Ohmi seaduse kohaselt kaob edastusprotsessi käigus vool. Kaugus ja materjalid on olulised kaotuse põhjused, eriti ülekandekaugus. Mida kaugemal on kaotus, seda suurem on kaotus. Üks ülekandekao vähendamise viise on ülekandepinge suurendamine, seega on olemas kõrgepinge elektri mõiste.
Hiinas tähendab kõrgepinge elektrivõrk 220 kV elektrivõrku. Kõrgepinge elektri baasil välja töötatud ülikõrge pinge võib ulatuda 500 kV-ni. Kuid isegi nii ei piisa ülikõrgepinge alalisvoolu ülekandetehnoloogiast tuhandete kilomeetrite kaugülekandega toimetulekuks ja voolukadu võib ulatuda isegi 20 protsendini või rohkemgi.
HVDC ülekande pinge jätkamine, mida traditsioonilised isoleermaterjalid ei talu, toob kaasa elektrivõrgusüsteemi rikke ja suurendab õnnetuste, näiteks tulekahjude ohtu, mis nõuab UHVDC ülekande tehnilist tuge.
UHV tehnoloogia viitab jõuülekandetehnoloogiale vahelduvvoolu 1000 kV ja alalisvoolu ± 800 kV pingetasemetega. Selle tehnoloogia suurim omadus on see, et see suudab saavutada pikamaa ja tõhusa jõuülekande, eriti riikides, kus on suur territoorium, suur rahvaarv või piirkondlike ressursside ebaühtlane jaotus. See on rohkem nagu "süsiniku saatmine lumes", tuntud ka kui "5G võrk elektriväljas" ja "kiirraudtee elektrisüsteemis".
Hiina State Grid Corporationi esitatud andmete kohaselt suudab esimese kontuuriga UHVDC elektrivõrk saata 6 miljonit kilovatti elektrit, mis on 5-6 korda suurem kui olemasoleva 500 kV alalisvoolu elektrivõrk, ja võimsus edastuskaugus on samuti 2–3 korda suurem kui viimase oma ja see võib säästa 60 protsenti maaressurssidest.
▲UHV jõuülekande skemaatiline diagramm (pildiallikas / Wall Street News)
Isetehjast enesega toimetulekuni
Tegelikult on Hiina UHV-ülekande arendamine samuti "abitu käik", sest Hiina põhilised riiklikud tingimused määravad elektri tootmise ja tarbimise äärmiselt tasakaalustamata geograafilise jaotuse.
Kaks kolmandikku riigi söeressurssidest on koondunud kolme provintsi ja piirkonda Shaanxi, Shanxi ja Sise-Mongoolia, 80 protsenti hüdroenergia ressurssidest on koondunud edelasse ning fotogalvaanilised ja tuuleenergia ressursid on koondunud peamiselt loodesse, Sise-Mongooliasse. ja muud kohad. Kesk- ja idapiirkondade 16 provintsi, kus on kõige tihedamini asustatud ja kõige suurem nõudlus elektri järele, on aga 16 provintsi kesk- ja idapiirkondades, mis toob kaasa suure nõudluse kaugülekande jõuülekande järele. Energiatehnoloogia pole mitte ainult teaduslik küsimus, vaid ka Hiina energiajulgeoleku oluline tagatis.
Erinevalt "traditsiooniliste eeliste" valdkondadest, nagu sillad ja tsiviilehitus, ei ole Hiinal jõuülekandetehnoloogias palju tehnilisi reserve ja see on põhimõtteliselt ise valmistatud. Nii et kuni reformi ja avanemise varase etapini olid elektrikatkestused ebapiisava toiteallika tõttu erinevates kohtades tavalised.
Elektrivarustuse probleemi lahendamiseks võeti Hiinas 1980. aastatel kasutusele jõuülekande- ja transformatsioonitehnoloogia, mille pingetase oli 500 kV läänest (varem 220 kV tavaline jõuülekanne enamikus piirkondades). Kuid majanduse ja ühiskonna kiire arenguga on 500kV jõuülekandetehnoloogia sattunud ka nõudluse ja pakkumise lae alla ning vaja on jätkata ülekandevõimsuse suurendamist ja sisenemist UHV valdkonda.
Energeetika valdkonnas on UHV ülekanne alati olnud maailmatasemel probleem. USA, Nõukogude Liit, Jaapan, Itaalia ja teised riigid on teinud UHV uuringuid ja katsetusi, seadmete väljatöötamist ja insenerikatseid, kuid poliitiliste, majanduslike, tehnoloogiliste ja muude tegurite tõttu lõppesid need kõik ebaõnnestumisega.
Alates 2000. aastast on vastavad osakonnad korraldanud kümneid teaduslikke uurimisasutusi ja ülikoole ning sadu seadmeid tootvaid ettevõtteid, moodustades tuhandeid plaane, milles osalevad kokku sadu tuhandeid inimesi. Tingimusel, et maailmas pole "standardeid, kogemusi ega seadmeid", on paljud UHV-ülekandetehnoloogia maailmatasemel probleemid ületatud.
Hiina poolt iseseisvalt välja töötatud ± 800kV UHVDC muundurtrafo on loonud maailmarekordi suurima üksiku võimsuse, kõrgeima tehnilise raskusastme ja lühima väljundajaga maailmas.
Hiina täiustatud tehnoloogia poolt välja töötatud UHV energiasäästlike juhtmete juhtivus on tõusnud 61.0 protsendilt IACS (juhtivus, mis on mõõteväärtus, mis näitab materjali ülekandevoolu tugevust) 63,5 protsendini IACS, mis vähendab oluliselt kaotus UHV jõuülekande protsessis ja võib igal aastal vähendada jõuülekande kadusid miljardeid kraadi võrra.
▲ 26. juunil 2022 tegid Chongqingis Baihetan-Zhejiang ± 800kV UHVDC ülekandeprojekti Chongqing Qianjiangi lõigu ehitusplatsil enam kui 100 meetri kõrgusel õhutööd (Pildi allikas/Vision China)
Need teaduslikud ja tehnoloogilised uuendused on lahutamatud asjaomaste riigiosakondade tähelepanust ja veelgi enam lahutamatud lugematute teadlaste raskest tööst, mis viib edasi tõeotsingute innovatsiooni ja raske töö teaduslikku vaimu. Näiteks Li Lixuan, Hiina Tehnikaakadeemia akadeemik, on Hiina UHVDC ülekande valdkonna ekspert ja teda tuntakse kui "esimest inimest alalisvoolu ülekandes". UHV ± 800 kV alalisvoolutehnoloogia vallas juhtis ta eksperte ja meeskondi raskustest ülesaamisele, arendas välja 73 peamist elektriseadet 13 kategoorias, omandas 141 võtmetehnoloogiat, lõi 37 maailmas esimest korda ja temast sai minu riigi "maailma juhtiva positsiooni" üks peamisi edendajaid. selles valdkonnas.
Chen Weijiang, Hiina Teaduste Akadeemia akadeemik, on kõrgepinge- ja isolatsioonitehnoloogia ekspert. Ta on võitnud riikliku teaduse ja tehnoloogia progressi auhinna ning riikliku tehnoloogialeiutuse auhinna teise preemia. Ta on pikka aega tegelenud elektromagnetiliste siirdeanalüüsi meetodite ja elektrisüsteemide kaitsetehnoloogia uurimisega. Need teadusuuringute saavutused on tõhusalt toetanud minu kodumaa UHV jõuülekandetehnoloogia edukat uurimis- ja arendustegevust.
1981. aastal asutatud Hiina elektrotehniline selts on akadeemilise rühma organisatsioon, mille peamiseks organiks on elektriinsenerid ning elektriteaduse ja -tehnoloogia töötajad ning mis on ka oluline sotsiaalne jõud Hiina elektrotehnika ettevõtete arendamisel. Selts järgib keskusena akadeemilist vahetust, seisab silmitsi elektritehnoloogia piirimaile ja rahvamajanduse ehituse vajadustega ning viib aktiivselt läbi akadeemilist vahetustegevust. Hiina Teaduse ja Tehnoloogia Assotsiatsiooni juhendis "Oluliste akadeemiliste konverentside juhend (2022)" on kaasatud kokku 8 Hiina elektrotehnikaühingu konverentsi, näiteks Hiina elektrotehnikaühingu akadeemiline aastakoosolek, 5. rahvusvaheline elektrienergia selts. ja energiakonverents ning ülemaailmse elektrisõidukite konverentsi Hiina haru. Koosolekud on kõik suurema mõjujõu ja suure osalejate arvuga akadeemilised konverentsid.
Uued võimalused topeltsüsiniku kontekstis
2009. aastal ühendati Hiina esimene UHV ülekandeliin Jindongnan-Nanyang-Jingmen täielikult ning Hiinast sai esimene riik maailmas, kes omandas UHV ülekandetehnoloogia täielikult ja võttis selle äritegevusse.
Sellest ajast, üle kümne aasta, on Hiina UHV ülekandetehnoloogia teinud ajaloolise läbimurde: 2021. aasta lõpuks on minu riigis kasutusele võetud kokku 33 UHV liini, mis katavad riigi seitset suuremat elektrivõrgu piirkonda. Ülekandeliini projekt on ligi 40,000 kilomeetrit, mis võrdub ümber maakera liikumisega.
Tehnoloogiline juhtpositsioon on andnud Hiinale rohkem sõnaõigust. Praegu on Hiina UHV-tehnoloogia valdkonnas võtnud juhtpositsiooni rahvusvaheliste UHV-ülekandeliinide standardite sõnastamisel ja omab täielikke patendiõigusi. See tähendab, et isegi kui teised riigid on välja töötanud kodumaise tehnoloogia, peavad nad järgima Hiina standardeid, enne kui neil lubatakse seda rahvusvaheliselt müüa.
Hiina on teinud UHV jõuülekande globaalse paigutuse alustamiseks järjest koostööd Filipiinide, Portugali, Austraalia, Kreeka, Venemaa ja teiste riikidega. 168 riiki üle maailma on sõlminud State Gridiga tehnoloogiavaldkonnas koostöölepingud, mis tähendab, et Hiina UHV-tehnoloogia on hakanud minema välismaale ja minema maailma.
"Süsinikdioksiidi tipu ja süsinikuneutraalsuse" taustal seisab elektrisüsteem nüüd põhjaliku revolutsiooni ees ning ka UHV-tehnoloogia on jõudnud uude ristumiskohta.
Tulevikus traditsioonilise soojusenergia osakaalu vähenemisega ning tuuleenergia ja päikeserohelise energia ning puhta energia osakaalu suurenemisega muutub vastavalt ka traditsiooniline "elektri tootmise, edastamise, muundamise, jaotamise ja elektritarbimise" mudel. , mis toob ka Hiina energeetikatööstuse arengusse rohkem võimalusi ja väljakutseid.
Ühest küljest on UHV-tehnoloogia süsinikuneutraalsuse protsessis jõu kaugülekande kandjana oluliseks toeks energiajulgeoleku tagamisel ja "topeltsüsiniku" eesmärgi elluviimise kiirendamisel, energia ja koormuse jaotuse tasakaalustamisel ning uute leviku edendamisel. energiatarbimist.
Teisest küljest võivad UHV projektid tõhusalt juhtida ka kohalikku majandusarengut. Hinnanguliselt peavad 14. viie aasta plaani perioodil alalisvoolu tarnekanalid Kirde-Hiinas, Mengxi, Shanxi, Loode-Hiinas, Edela-Hiinas ja teistes piirkondades suurendama ülekandevõimsust 84,52 miljoni kilovati võrra ning uut UHVDC-d. projekti investeering on umbes 260 miljardit jüaani, mis mängib positiivset rolli üles- ja allavoolu tööstuskettide arengu edendamisel. Eeldatakse, et UHV jätkab arengu kiirendamist ja avab suurema kasvuruumi.