电力运输的飞跃

　　即使是在中国，大部分人也没有听说过楚雄州。楚雄州的首府叫楚雄，只有130,000居民，按照中国的标准，这几乎只是一个村子。离这里最近的一个城市，云南省省会昆明，距此有将近200公里。对于高度城市化的东南地区，以及北京、广州、上海等超大城市来说，中国西南部的云南省是一个偏远、甚至有些神秘的地方。来自北京的一些艺术家，会在厌倦了城市生活后来此亲近自然。云南以茶叶种植、大理等古城，以及壮丽的高山景观而闻名，这里的古城即便对于中国的旅游者来说，也带着一种异域风情。楚雄城位于群山环抱的高原上，海拔约为2,000米。小湾水电站已经饱受无数工厂废气之害。因此，来自云南的清洁能源最适合满足广东地区对电力的巨大需求。剩下的问题就是，如何将电力从楚雄送到珠江三角洲来。在普通人看来，事情似乎很简单，拉一根电线把电通到终端用户那里就行了。但这样做有一个很大的障碍: 传统的交流输电线路会损耗大量的电能。对于短距离或中等距离输电，这种“摩擦损耗”虽然令人可惜，但也还能容忍，但距离越长，损耗就越大。对于楚雄到广东这1,400公里的距离，损耗电量将达到15%左右。这就好比一个装有300,000吨原油的油轮从苏伊士运河到比雷埃夫斯的途中漏掉了45,000吨油。更何况，出于经济的考虑这样一艘油轮根本不会被允许出海，更不要说环境的问题了。从云南到广州的传统交流输电虽然不像一艘漏油的油轮那样，会留下大量的污染，但同样十分浪费，因此这种方法也是不可行的。但现在，这一问题有了解决办法。西门子研发出了 一种损耗极小的远距离大容量输电技术。

电力市场的迅速发展

    受中国南方电网公司的委托，这项技术在中国首次亮相，连通小湾水电站和珠江三角洲的各大城市。南方电网公司负责中国南方五省的输配电业务。从2010年6月起，这一系统负责将5,000兆瓦的电力输送到1,400公里以外。这套设备不再使用传统的交流电， 而是改用一种被称为特高压直流输电的技术。其主要特点在于，输电电压等级高，达到800千伏，输电容量高达7,200兆瓦，而且大大降低了输电损耗。楚雄到广州的输电线路是世界上第一条长距离特高压直流输电线路，也是目前最强大的线路。随着这个特高压直流输电系统的诞生，西门子的高压输电技术迈上了一个新台阶。它的重要性不仅仅在于连通了云南和广东。随着能源需求的迅速增长，未来一年内，世界电力市场将发生巨大的变化: 许多交流输电系统都将达到容量上限。从发电设施到飞速发展的缺电中心区，大量电能的长距离传输需要有新的技术。而这正是西门子特高压直流输电技术的用武之地。通过全面的研发工作，西门子已经能够独立生产800千伏直流输电所需的全部设备，能够独立提供完整的特高压直流输电系统。“云南 — 广东输电系统的成功表明，我们为800千伏特高压直流输电实质性工程所做的准备达到了预期的效果。” 西门子能源业务领域输电集团首席执行官Udo Niehage 说。以前，直流输电的市场一直停留在500千伏的水平上。自八十年代起，更高电压的输电技术一直被认为是行不通的，八十年代以后，再也没有人认真地研究就在这里，它产生的电力将输入到5,000兆瓦直流输电系统中。一座发电能力与其相当的火电厂每年大约要向空气中排放3,300万吨二氧化碳。

飞跃

 　然而，新的、高效率的输电方法给西门子的工程师们带来了重大的技术挑战。“直流电和交流电是完全不同的两个世界。” 西门子云南 — 广东输电项目经理Simon Balbierer 说。“从500千伏迈向800千伏的这一步，是飞跃性的。”他的同事、特高压直流输电全球营销技术总监 Dietmar Retzmann 教授补充说，“在输电方面，这是一个全新的数量级。”高压直流输电的关键核心部件之一，就是 “换流变压器”。研发的主要工作之一是开发这些在800千伏特高压下运行的高技术变压器所需要的高水准的绝缘系统。特高压直流输电用变压器体积巨大。例如，由于空气必须高度绝缘，所以供电流进出换流器的两根穿墙套管达到了14米长。需要考虑的另一个重要问题是工厂的试验设备，它必须能够提供测试这种新型变压器所需的高电压。2005年，在项目的早期阶段，西门子就开始与中国电网运营商一起讨论未来特高压直流输电的可行性和各种要求。

特高压直流输电为何在中国首次使用

　　“中国对这项技术的兴趣确实促进它的开发，” 800千伏项目的技术总监 MarcusHäusler 说，“用于这种工程的设备组件非常昂贵。” 开发的第二阶段包括理论研究和模拟。最后，关键部件的样机制造完成。这些设备样机于2007年通过了相关测试。同年，订单最终确定。“那时，开发才全面展开，而交付期限是2009–2010年。” Häusler 说。2009年12月，输电工程进行了第一次半负荷试运行，按计划，它将于2010年六月完全投入运行。“工期非常紧张，” Häusler 补充说，“完成这项任务是值得我们骄傲的一项巨大成就。”中国政府对西门子的技术特别感兴趣是有原因的。“只有在像中国这样的条件下特高压直流输电技术才能真正充分发挥其潜力。” Häusler 说，“这既关系到输电距离，也关系到输送的电量。” 中国的国土面积是欧盟的两倍多，所以需要传输的距离自然比欧洲要大。中国未来的特高压直流输电线路已经在规划中:

　　2010–2020年，仅中国就将建设20多个项目，其中有些项目将跨越2,000–3,000公里的距离，分别相当于从里斯本到维也纳、从里斯本到基辅的距离。但是，奥地利并不从葡萄牙进口能源，里斯本也没有和基辅的电网相连。出现这种情况的原因之一是，与中国电网相比，欧洲的电网更加分散，而且互相之间的联系也更多。这意味着单个输电线路所承载的负荷也比中国的主要线路要小。然而，特高压直流输电线路的主要优势就是长距离、大容量的传输。因此，这种技术非常适合中国和与中国条件相似的国家，比如印度；美洲和俄罗斯也可能属于类似的情况。

下一步的发展

　　除了输电效率高之外，特高压直流输电还有很多其他优势。其中之一是，架空线的占地面积非常小。而且，与交流输电线路相比，直流输电时，电流更容易控制。因此，直流电技术被当作交流电网络的防火墙。这正迎合了欧洲和美国对输电安全性的高要求。特高压直流输电技术在未来的欧洲输电项目，也能发挥重要作用。例如 “Desertec”，它计划将北非的太阳能引入欧盟。而中国是第一个建设特高压直流输电线路的国家。除了云南 — 广东的连线外，还规划有20多个特高压直流输电项目。此外，下一步 —— 进一步将电压从800千伏提高到1, 000千伏也已经在酝酿中。“我们已经成为这个行业的领导者，”Udo Niehage 说，“有了特高压直流输电技术，我们已经进入了一个新的领域。”