揭秘中国特高压输电技术：点亮世界的电力“高速路”

在当今的能源格局中，电力作为一种关键的二次能源，其稳定、高效的传输对于国家的经济发展和社会稳定起着举足轻重的作用。而特高压输电技术，作为电力传输领域的 “超级引擎”，以其卓越的输电能力和显著的优势，成为解决我国能源分布不均、实现能源高效配置的关键技术，在国家能源战略中占据着不可或缺的地位。

我国能源资源与电力负荷需求呈逆向分布，80%以上的能源资源分布在西部、北部，70%以上的电力消费集中在东部、中部。这种能源与负荷的地域错配，使得长距离、大容量的电力输送成为必然需求。特高压输电技术应运而生，它具备输电容量大、距离远、效率高、损耗低、占地省等显著优势，能够将西部、北部的能源资源高效地输送到东部、中部地区，是实现 “西电东送、北电南供、水火互济、风光互补” 能源运输格局的 “主动脉”。

自 2009 年我国首个特高压工程投运以来，特高压输电技术在我国取得了举世瞩目的发展成就。截至 2023 年底，我国已建成特高压交流线路 19 条，特高压直流线路 20 条，特高压线路的输电长度超过 4 万公里，建成以来总输送电量超过 3 万亿千瓦时。特高压工程的建设，不仅有效解决了我国能源供需的地域矛盾，还推动了我国能源结构的优化和绿色低碳发展。

那么，中国特高压输电技术是如何从无到有、从跟跑到领跑世界的？在这一过程中，又经历了哪些关键的技术突破和工程实践？它的发展又给我国的能源格局和经济社会发展带来了怎样的深远影响？让我们一同走进中国特高压输电技术的发展历程，探寻其中的奥秘。

20 世纪 80 年代，改革开放的春风吹遍中国大地，经济建设的步伐不断加快，电力需求也随之迅猛增长。然而，当时我国的电力输送主要依赖较低电压等级的输电线路，输电容量不足、损耗较大等问题日益凸显，成为制约电力行业发展的瓶颈。据相关数据显示，1980 年，我国的发电装机容量仅为 6587 万千瓦，而全社会用电量却高达 3006 亿千瓦时，电力供需矛盾十分突出。在这种情况下，发展特高压输电技术，提高电力输送能力，成为解决电力供需矛盾的关键。

1986 年，国家将 “特高压输电技术前期研究” 列入 “七五” 计划重点科技攻关项目，正式开启了我国特高压输电技术的探索之路。当时，国内的电力科研人员对特高压输电技术还知之甚少，缺乏相关的技术资料和实践经验。他们面临着诸多困难和挑战，如技术难题如何攻克、设备如何研制、工程如何建设等。但这些困难并没有阻挡他们前进的步伐，他们怀着对电力事业的热爱和对国家发展的责任感，积极投身于特高压输电技术的研究中。

在这一阶段，科研人员主要开展了特高压输电技术的理论研究和技术论证工作。他们通过查阅大量的国内外文献资料，了解特高压输电技术的发展现状和趋势；与国际上的相关科研机构和企业进行交流与合作，学习借鉴他们的先进经验和技术；开展了一系列的模拟试验和仿真研究，对特高压输电技术的可行性、安全性和经济性进行了深入分析。这些研究工作为我国特高压输电技术的发展奠定了坚实的理论基础。

2004 年底，对于中国电力行业而言，是一个具有重要意义的转折点。这一年，刘振亚担任国家电网公司党组书记、总经理，刚刚上任的他，便敏锐地察觉到了我国能源分布与电力需求之间的巨大矛盾，以及传统输电技术在解决这一矛盾时的局限性。经过深入的思考和研究，刘振亚提出了一个大胆而具有前瞻性的构想：发展特高压电网，构建一张连接全国的大电网，以实现能源的高效配置。

刘振亚的这一构想，并非凭空而来，而是基于对我国能源现状和未来发展趋势的深刻洞察。我国是一个能源资源丰富但分布极不均衡的国家，76% 的煤炭、80% 的风能、90% 的太阳能集中在西部和北部地区，80% 的水能集中在西南部地区，而 70% 以上的电力消费却集中在东中部地区。能源产地与消费地之间的距离长达数千公里，这使得能源的输送成为了一个巨大的难题。在特高压输电技术出现之前，我国主要依靠 500 千伏及以下的输电线路进行电力输送，这些线路的输电容量有限，损耗较大，难以满足大规模、长距离的电力输送需求。此外，传统的输电方式还存在着电网结构薄弱、稳定性差等问题，严重影响了电力供应的可靠性和安全性。

刘振亚认为，特高压输电技术具有输电容量大、距离远、损耗低等显著优势，能够有效解决我国能源分布不均和电力输送困难的问题。通过建设特高压电网，可以将西部、北部的能源资源高效地输送到东中部地区，实现能源的优化配置，促进区域经济的协调发展。同时，特高压电网还能够提高电网的稳定性和可靠性，增强我国电力系统的抗风险能力。

2005 年，在刘振亚的积极推动下，国家电网正式启动了特高压相关工作。这一工作涵盖了多个方面，包括特高压输电技术的可行性研究、项目规划、技术标准制定等。为了确保特高压项目的顺利推进，国家电网组织了国内顶尖的科研机构、高校和企业，成立了联合攻关团队，集中力量攻克特高压输电技术的关键难题。

在可行性研究阶段，科研团队对特高压输电技术的各个方面进行了深入的分析和论证。他们通过理论研究、模拟试验和实地调研等多种手段，对特高压输电的安全性、可靠性、经济性等进行了全面评估。研究结果表明，特高压输电技术在技术上是可行的，在经济上是合理的，具有广阔的应用前景。

然而，在特高压项目的筹备过程中，也面临着诸多争议和质疑。一些专家对特高压输电技术的安全性和可靠性表示担忧，认为特高压输电线路的电压等级极高，一旦发生故障，可能会对电网和社会造成严重的影响。还有一些专家对特高压项目的经济性提出了质疑，认为建设特高压电网需要投入巨额资金，而其带来的经济效益是否能够覆盖成本，还存在着不确定性。此外，由于特高压输电技术在国际上也处于探索阶段，缺乏成熟的经验可供借鉴，这也使得一些人对我国发展特高压输电技术的能力表示怀疑。

面对这些争议和质疑，国家电网并没有退缩。他们积极组织专家进行论证和研讨，通过大量的实验数据和实际案例，向社会各界证明特高压输电技术的安全性、可靠性和经济性。同时，国家电网还加强了与国际上相关机构和企业的交流与合作，学习借鉴他们的先进经验和技术，不断完善我国的特高压输电技术体系。

在特高压输电技术的研发过程中，科研团队面临着诸多技术难题，如绝缘材料的研发、设备制造技术的突破、电磁环境的控制等。这些难题犹如一道道坚固的壁垒，阻挡着特高压输电技术的发展。然而，科研团队凭借着顽强的毅力和创新精神，逐一攻克了这些难题。

绝缘材料是特高压输电技术中的关键材料，其性能直接影响着输电线路的安全性和可靠性。在特高压输电线路中，绝缘材料需要承受极高的电压和电场强度，因此对其绝缘性能、机械性能和耐热性能等都提出了极高的要求。为了研发出符合要求的绝缘材料，科研团队进行了大量的实验和研究。他们对各种绝缘材料的性能进行了测试和分析，不断优化材料的配方和制备工艺。经过多年的努力，科研团队终于研发出了具有自主知识产权的高性能绝缘材料，如特高压复合绝缘子、特高压油纸绝缘材料等。这些绝缘材料的性能达到了国际领先水平，为特高压输电线路的安全运行提供了有力保障。

设备制造技术是特高压输电技术的另一个关键环节。特高压输电设备具有电压等级高、容量大、结构复杂等特点，对制造工艺和技术水平要求极高。在特高压设备制造过程中，科研团队面临着诸多技术难题，如变压器的制造、电抗器的研制、开关设备的研发等。为了攻克这些难题，科研团队与国内的设备制造企业紧密合作，共同开展技术攻关。他们引进了先进的制造设备和工艺，加强了对制造过程的质量控制和管理。经过不懈的努力，科研团队成功研制出了一系列具有自主知识产权的特高压输电设备，如 1000 千伏特高压变压器、1000 千伏特高压电抗器、±800 千伏特高压换流阀等。这些设备的性能和质量达到了国际先进水平，打破了国外企业对特高压设备制造技术的垄断。

除了绝缘材料和设备制造技术外，科研团队还在电磁环境控制、系统稳定性控制等方面取得了重要突破。他们通过优化输电线路的设计和布局，采用先进的电磁屏蔽技术和滤波技术，有效降低了特高压输电线路对周围环境的电磁干扰。同时，他们还研发了先进的电力系统稳定控制技术，提高了特高压电网的稳定性和可靠性，确保了电力系统的安全运行。

2006 年，是中国特高压输电技术发展历程中的一个重要里程碑。这一年，国家发改委正式批复了中国首条特高压工程 ——“1000kV 晋东南 - 南阳 - 荆门特高压交流试验示范工程”，由此拉开了我国特高压电网建设的序幕。该工程起于山西晋东南（长治）变电站，经河南南阳开关站，止于湖北荆门变电站，全线单回路架设，全长 654 公里，跨越黄河和汉江，变电容量 600 万千伏安，系统标称电压 1000 千伏，最高运行电压 1100 千伏，静态投资约 57 亿元 。

在建设过程中，工程团队面临着诸多前所未有的挑战。特高压输电线路的铁塔平均高度是常见 500 千伏电网铁塔高度的 2 倍，重量是它的 4 倍，部分特高压铁塔的横担长达 64 米，相当于 20 层楼高的宽度；1000 千伏特高压电网要架设的导线多达 8 根，而 500 千伏电网只需 4 根。为了确保工程的顺利进行，国家电网公司积极组织施工单位进行大胆创新，采用了一系列先进的施工工艺，填补了国内多项电网工程施工技术上的空白。

经过 28 个月的艰苦努力，该工程于 2008 年 12 月全面竣工，并于 12 月 30 日完成系统调试投入试运行。2009 年 1 月 6 日 22 时，工程完成 168 小时试运行，正式投入商业运行。这标志着我国在远距离、大容量、低损耗的特高压输电核心技术和设备国产化上取得了重大突破，是我国能源基础研究和建设领域取得的世界级重大创新成果，也是世界电力发展史上的重要里程碑。通过该工程的实践，我国全面建成了世界一流的特高压试验研究体系，全面掌握了特高压交流输电核心技术，全面建立了特高压交流输电标准体系，全面实现了国内电工装备制造的产业升级，全面验证了特高压交流输电的技术可行性、设备可靠性、系统安全性和环境友好性，全面培养锻炼了技术和管理人才队伍，为特高压输电技术的大规模应用奠定了坚实基础。

几乎在同一时期，特高压直流输电工程也在紧锣密鼓地推进。2006 年，云南 - 广东 ±800 千伏特高压直流输电示范工程开工建设，这是世界上第一个特高压直流输电工程。在建设过程中，科研团队和工程人员面临着诸多技术难题和挑战。例如，特高压直流输电需要解决换流阀、换流变压器等关键设备的研制问题，以及直流输电系统的控制保护、电磁环境等技术难题。为了攻克这些难题，以李立浧院士为首的团队联合 160 多家单位的科研人员，开展了艰苦卓绝的技术攻关。他们经过无数次的试验和研究，最终成功研制了十三大类 73 种主要电气设备，获得关键技术 141 项，创造了 37 项世界第一。

2010 年，云南 - 广东 ±800 千伏特高压直流输电示范工程正式投运，标志着我国进入特高压直流输电时代。该工程的成功投运，不仅实现了特高压直流输电技术在世界上的正式商业应用，也为我国后续特高压直流输电工程的建设提供了宝贵的经验。工程成套设备综合国产化率超过 62%，这意味着我国在特高压直流输电设备制造方面取得了重大突破，打破了国外企业在这一领域的技术垄断，为我国特高压输电技术的自主发展奠定了坚实的产业基础。

2011 年，以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展的坚强智能电网建设周期正式开启，我国特高压输电技术进入了第一轮建设高峰（2011 - 2013 年）。在这一时期，国家明确提出结合大型能源基地建设，采用特高压等大容量、高效率、远距离先进输电技术，以形成大规模 “西电东送”“北电南送” 的能源使用格局。

在这一轮建设高峰中，我国核准并开工建设了 “两交三直” 特高压工程。这些工程的建设，进一步完善了我国的特高压电网布局，提高了电网的输电能力和资源优化配置能力。其中，向家坝 - 上海 ±800 千伏特高压直流输电工程是这一时期的重要项目之一。该工程于 2010 年 7 月开工，2013 年 7 月投运，线路全长 1907 公里，是当时世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远的特高压直流输电工程。它将四川金沙江向家坝水电站的清洁电能源源不断地输送到 2000 公里外的上海，有效缓解了上海地区的用电紧张局面，同时也促进了西部地区的能源资源开发和经济发展。

2014 - 2017 年，我国特高压输电技术迎来了第二轮建设高峰。为了缓解中、东部电力供应紧张及减少东中部地区煤电装机以改善中、东部地区的大气环境，国家能源局围绕《大气污染防治行动计划》集中批复一揽子输电通道项目 “小路条”，核准并开工建设 “八交八直” 特高压工程，特高压电网建设规模进一步扩大。

在这一阶段，我国建成了多条具有重要意义的特高压线路。例如，2014 年 12 月投运的哈密 - 郑州 ±800 千伏特高压直流输电工程，是新疆电力外送的首个特高压工程，将新疆丰富的煤炭资源转化为电能，输送到河南等中东部地区，实现了能源资源的跨区域优化配置。又如，2016 年 1 月投运的锡盟 - 山东 1000 千伏特高压交流输电工程，加强了蒙西能源基地与山东负荷中心的电网联系，提高了电网的供电可靠性和稳定性。

2018 - 2022 年，我国特高压输电技术进入第三轮建设高峰。2018 年，国家能源局印发《关于加快推进一批输变电重点工程规划建设工作的通知》，规划 “七交五直” 12 条线路，核心在于消纳西部地区富余的可再生能源。“十三五” 期间，特高压工程建设持续推进，特高压线路不断增加，逐步形成了 “西电东送、北电南供” 的局面，跨省跨区输电能力超过了 3 亿千瓦。

这一时期，我国在特高压输电技术领域不断创新和突破。2019 年 9 月投运的 ±1100 千伏昌吉 - 古泉特高压直流输电工程，是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术水平最先进的特高压输电工程。它的建成投运，标志着我国特高压输电技术达到了新的高度。该工程起于新疆昌吉换流站，止于安徽古泉换流站，线路全长 3324 公里，输电容量 1200 万千瓦，将新疆的火电、风电、光伏等能源资源高效地输送到华东地区，有力地支持了东部地区的经济发展和能源转型。

2023 年，我国开启了特高压新一轮建设高峰。2022 年国家电网在重大项目建设推进会议表示，将再开工建设 “四交四直” 特高压工程，加快推进 “一交五直” 等特高压工程前期工作。2023 年国网计划核准 5 直 2 交、开工 6 直 2 交。这一轮建设高峰的目的核心同样在于消纳西部地区富余的可再生能源，推动我国能源结构的优化和绿色低碳发展。

2023 年 7 月 29 日开工建设的甘肃 - 浙江 ±800 千伏特高压直流输电工程，西起甘肃武威，东至浙江绍兴，全长 2370 公里，途经甘肃、宁夏、陕西、河南、安徽、浙江六省区。该工程投运后，将汇集新能源电源 1120 万千瓦，每年可向浙江输电超 360 亿千瓦时，既能有效解决甘肃新能源大规模消纳问题，又能提升浙江的外来电接纳能力，保障浙江大电网的稳定运行，促进东西部地区的能源互补和协同发展。

经过多年的技术攻关和工程实践，中国在特高压输电技术领域取得了丰硕的创新成果，实现了从跟跑到领跑的历史性跨越，多项技术指标达到国际领先水平。在绝缘技术方面，我国研发的特高压复合绝缘子，其绝缘性能卓越，能够在恶劣的自然环境下长期稳定运行，有效保障了输电线路的安全。在电磁环境控制技术上，通过优化输电线路的设计和布局，采用先进的电磁屏蔽和滤波技术，将特高压输电线路的电磁干扰降低到了极低水平，满足了严格的环保要求。在特高压设备制造方面，我国更是实现了重大突破，成功研制出了一系列具有自主知识产权的关键设备，如特高压变压器、电抗器、换流阀等，这些设备的性能和质量均达到国际先进水平，部分产品甚至处于国际领先地位。

在国际标准制定方面，中国也发挥了重要的引领作用。截至目前，我国已制定特高压输电国际标准 14 项、国家标准 50 项、行业标准 73 项 ，中国的特高压技术标准正逐渐成为国际认可的标准。2008 年，IEC（国际电工委员会）在中国设立了 IEC/TC 115（100kV 以上高压直流输电技术委员会）秘书处，主要负责 100kV 以上高压直流输电技术标准，这充分彰显了中国特高压技术在世界上的实力和影响力。中国在特高压输电技术领域的标准制定工作，不仅为我国特高压工程的建设和发展提供了有力的技术支撑，也为全球特高压输电技术的发展做出了重要贡献，推动了全球特高压输电技术的规范化和标准化进程。

截至 2023 年底，我国已建成特高压交流线路 19 条，特高压直流线路 20 条，特高压线路的输电长度超过 4 万公里，建成以来总输送电量超过 3 万亿千瓦时，成为当今世界电压等级最高、输送容量最大、输电距离最远的输电工程。目前，中国形成 “西电东送” 北、中、南三大通道的跨省跨区输电格局，西电东送输电能力约 3 亿千瓦，支撑了东中部地区约 1/5 的用电需求。

从能源输送角度来看，特高压输电技术的应用，实现了能源资源的大规模、远距离优化配置。例如，±1100 千伏昌吉 - 古泉特高压直流输电工程，将新疆的能源资源源源不断地输送到安徽，输电距离长达 3324 公里，输电容量高达 1200 万千瓦，有效解决了新疆能源资源丰富但本地消纳能力有限的问题，同时也满足了安徽等东部地区对电力的旺盛需求。据统计，通过特高压输电线路，每年从西部、北部地区向东部、中部地区输送的电量超过数千亿千瓦时，大大提高了能源的利用效率，促进了能源资源的合理开发和利用。

在经济发展方面，特高压输电技术的发展带动了相关产业的协同发展，形成了庞大的产业链。特高压工程的建设涉及到电力设备制造、工程建设、技术研发等多个领域，为这些产业提供了广阔的市场空间。以电力设备制造为例，我国的特高压设备制造企业在技术创新和产品质量上不断提升，不仅满足了国内特高压工程建设的需求，还实现了产品的出口，提高了我国在国际电力设备市场的竞争力。据相关数据显示，特高压输电技术的发展带动了上下游产业的投资超过数千亿元，创造了大量的就业机会，对我国经济的增长起到了积极的推动作用。

特高压输电技术还在环境保护方面发挥了重要作用。通过特高压输电，能够将西部、北部地区的清洁能源，如水电、风电、太阳能等，输送到东部、中部地区，减少了东部、中部地区对传统化石能源的依赖，从而降低了碳排放和污染物的排放。以水电为例，每输送 1 亿千瓦时的水电，相当于减少燃烧标准煤约 3.18 万吨，减少二氧化碳排放约 8.6 万吨。据测算，我国特高压输电工程每年输送的清洁能源，可减少二氧化碳排放数亿吨，对我国实现 “双碳” 目标具有重要意义。

在未来，中国特高压输电技术将持续创新，以更好地适应能源转型和电力系统发展的需求。与新能源的融合将是一个重要的创新方向。随着全球对清洁能源的需求不断增加，风电、太阳能等新能源的装机容量持续攀升。然而，新能源具有间歇性、波动性等特点，大规模接入电网会给电力系统的稳定运行带来挑战。特高压输电技术能够实现新能源的大规模、远距离输送，将西部地区丰富的风能、太阳能等新能源资源输送到东部负荷中心，有效解决新能源消纳问题。未来，特高压输电技术将与新能源发电、储能等技术深度融合，构建更加稳定、高效的能源供应体系。例如，通过特高压输电线路将新能源发电基地与储能设施连接起来，利用储能系统的调节能力，平抑新能源发电的波动，提高电力系统的稳定性和可靠性。

智能化发展也是特高压输电技术的重要趋势。随着人工智能、大数据、物联网等技术的飞速发展，特高压输电系统将实现智能化升级。通过在输电线路和设备上安装大量的传感器，实时采集设备的运行状态、环境参数等数据，并利用大数据分析和人工智能算法对这些数据进行处理和分析，实现对特高压输电系统的智能监测、故障诊断和预测性维护。例如，利用人工智能算法对输电线路的图像数据进行分析，及时发现线路上的异物悬挂、绝缘子破损等故障隐患，提前采取措施进行处理，避免故障的发生，提高输电系统的可靠性和安全性。同时，智能化的特高压输电系统还能够实现与其他能源系统的智能互动，提高能源利用效率，促进能源的优化配置。

中国的特高压输电技术在国际市场上具有广阔的应用前景。目前，全球许多国家都面临着能源分布不均、电力供应紧张等问题，特高压输电技术能够有效解决这些问题，因此受到了国际社会的广泛关注。中国已经在巴西建设了美丽山特高压输电项目，该项目将巴西北部的水电资源输送到东南部的负荷中心，为巴西的经济发展和能源供应做出了重要贡献。未来，中国将继续加强与 “一带一路” 沿线国家和其他国际市场的合作，推动特高压输电技术的输出和应用。通过与国际伙伴合作，共同建设特高压输电项目，不仅能够帮助其他国家解决能源问题，还能够提升中国在国际能源领域的影响力和话语权。

中国特高压技术的发展对全球能源格局也将产生深远的影响。一方面，特高压输电技术能够促进全球能源资源的优化配置，实现能源的跨区域流动和共享。通过建设跨国特高压输电线路，将不同国家和地区的能源资源连接起来，实现能源的互补和优化利用，提高全球能源利用效率。另一方面，中国特高压技术的输出将推动全球能源技术的进步和创新，促进全球能源产业的发展。中国在特高压输电技术领域的领先地位，将吸引更多的国际企业和科研机构参与到特高压技术的研发和应用中来，推动全球特高压输电技术的不断发展和完善。

回首中国特高压输电技术的发展之路，从萌芽阶段的艰难探索，到突破时期的技术攻坚，再到崛起过程中的大规模建设，直至如今在世界舞台上的领先地位，每一步都凝聚着无数科研人员和建设者的智慧与汗水。这是一段充满挑战与机遇、创新与突破的征程，见证了中国电力行业从追赶到超越的伟大跨越。

中国特高压输电技术的成功，不仅是技术上的胜利，更是国家战略的胜利。它为我国能源结构的优化和绿色低碳发展提供了强大支撑，有效解决了能源分布不均的问题，促进了清洁能源的大规模开发和利用。同时，特高压输电技术的发展也带动了相关产业的升级和创新，提升了我国在全球能源领域的影响力和竞争力。

展望未来，随着技术的不断创新和国际合作的深入推进，中国特高压输电技术将迎来更加广阔的发展空间。它将继续在能源转型和全球能源互联网建设中发挥关键作用，为实现人类社会的可持续发展贡献中国力量。相信在不久的将来，特高压输电技术将如同一座座桥梁，连接起世界各地的能源资源，为全球能源的互联互通和高效利用带来新的曙光，照亮人类社会发展的未来之路。