什么是直流特高压

很多人并不了解特高压，今天就给大家普及一下什么是“特高压”。

什么是特高压？

作为新基建七大领域之一，特高压备受关注。简单的讲，特高压就是电压等级特别高的电压。那多高才算是特高呢？一张图表清晰的向你展示电压的等级。

为什么要建设特高压？

从图表中我们可以看出，特高压的输送功率和输电距离是超高压的四倍，输电损耗和单位造价却只有超高压的三分之一和四分之三。说明特高压节能又节约。可又有人问了，完全可以在当地建发电站，为什么要建设远距离输电的特高压呢？其实主要有两点原因：

第一点是用电量需求不断增加。自2000年至今，全社会用电量已经增长近三倍，预计到2030年将达到11万亿千瓦时，用电需求的增加使得输电技术不断提高，采用特高压有助于缓解电网压力。

第二点是能源分配不均匀。我国地域宽广，幅员辽阔，80%以上的能源分布在西部和北部，75%的电力消费集中在东部和中部。供需相距约800-3000km，特高压无疑是最好的选择。

这样不直观的话，我们举个例子。假设你为了喝牛奶，从内蒙古拉了一根管子到北京。内蒙古那边倒一杯鲜奶，你在北京拼命的吸——最终可能一滴都喝不到。原因很简单，传输过程中损耗了。

输电会产生功率损耗。如何减少这个损耗呢，就要修建特高压线路。由于损耗与电压平方成反比，修了特高压线路之后，同等距离下，如果500kV是5%的话，800kV就是2%（不能用于实际工程，仅供理解）。少喝3%的鲜奶，你可能觉得无所谓，但是，无所谓的前提是你只喝一杯，如果要喝亿杯，这样光损耗的鲜奶就有300万杯。考虑到特高压线路传输的电量都是百亿级别，节省的电量还是相当可观的。

前面我们讲了能源分配的问题，能源条件好的地区，基本都在西藏、内蒙古等经济欠发达地区，北京这些区域缺少能源。所以你要喝到牛奶，要么铺一根管子，要么搬到内蒙去。显然，搬家是不可能搬家的，这辈子都不会搬家的，北京户口又舍不得，只能远距离喝奶这样子才能维持得了生活。这就是特高压线路建设的现实必要性。

特高压给我们带来了什么？

其实在特高压输电工程的建设和发展上，中国并不是第一个“吃螃蟹”的国家，自20世纪60年代以来，美国、苏联、意大利、日本等国家先后开展过特高压输电技术的研究，但国外特高压发展仍处于试验研究和实践探索阶段，商业应用上并未取得突破。特高压建设，我国已经走在了世界前列。特高压能给我们带来多种实惠。

清洁供电。张北－雄安特高压交流工程投运，该工程将张家口地区富余的清洁电能大规模输送至雄安新区，为未来雄安新区实现100%清洁能源供电、构建智慧生态雄安、服务千年大计提供了解坚强支撑。

拉动内需。国家电网公开表示，2020年特高压建设项目的投资规模达到1811亿元，带动社会投资3600亿元，整体规模近5411亿元。

特高压直流输电（UHVDC）是指±800kV（±750kV）及以上电压等级的直流输电及相关技术。特高压直流输电的主要特点是输送容量大、输电距离远，电压高，可用于电力系统非同步联网。

我在的一个微信群里，都是讨论炒股的。虽然我没买过任何股票，但群里的讨论我经常看。时间久了就发现，他们买什么、卖什么基本都是看国家政策。最近一年来，他们关注最多的方向就是新基建，包括5G、城际高速铁路、大数据中心、人工智能这些大家耳熟能详的词。

但还有一个，我觉得应该是电力领域的专业词，也经常被大家提起，那就是“特高压”。它竟然也是新基建的一个领域。

新基建，那可是咱们国家未来发展的战略方向。5G、人工智能的重要性我们都了解，为什么特高压这个看起来很专业的输电技术，也会成为新基建的一个领域呢？我特意查了查资料，今天跟你分享一下。

高压输电的优势

特高压，其实就是字面意思——特别高的电压。电厂把电制造出来以后，需要先提升到很高的电压，比如220kV、500kV，然后再往外传送。500kV听着很高，但依然不是特高压，还得再高才行。如果是交流特高压，得达到1000kV；直流特高压，是±800kV。

2010年，我国第一条特高压线路——山西长治到湖北荆门——正式运行。此后，一个个特高压项目在新疆、内蒙、四川一带相继开工、运行。

高压输电的好处其实很简单，就是减少损耗。

理想情况下，一个工厂需要100度电，发电站发出100度电就够了。但实际上，在传输过程中会有损失，可能需要发电站发110度电，工厂才能收到100度，10度就白白损耗掉了。损耗分两类：一类是发热。你一摸，手被烫出泡了，这叫“电阻类损耗”。还有一类是电晕产生的损耗。有时候我们晚上能看到输电线上飘着蓝紫色的火光，那就是电晕。

提高了传输电压以后，电阻类损耗大幅下降，电晕类损耗小幅上升。一个大幅下降，一个小幅上升，加合的效果如何呢？损耗还是大幅下降的。因为电阻类损耗占大头，电晕损耗只占总损耗的1/10不到。如果工厂需要100度电，升压之后再传输，发电站可能只用发105度就够了。这就节约了能源。

至于为什么提高电压，电阻上的发热会大幅下降，我就不多说了。理论上，电压提高一倍，电阻产生的损耗会下降75%。

不过，提高电压也有一个经济上的平衡点。为了减少损耗，我们当然可以把电压往高了提，但与此同时，那些元器件你也得买特别耐高压的才行，架设电线时还要建150多吨重、70多米高的铁塔，绝缘也得做的特别到位。这些都非常花钱。所以，到底选择多高的电压，就存在一个成本的问题。迄今为止，世界上很少出现550kV的电压还不够，还要大幅提升的情况。中国在2018年之前也是如此。

但是，特高压直流电现在竟然出现了。而且还成了咱们国家新基建的七个领域之一。这究竟是为什么呢？其实，决定特高压出现的条件主要有四个——

1 中国东西部能源分布非常不平衡

2 PM2.5空气污染

3 新能源汽车与5G的发展

4 投资、消费和出口

中国东西部能源分布不平衡

咱们国家的能源供给和能源消耗，在地理上极不对称。

东部沿海5.2%的国土面积贡献了全国GDP的40%，但这里可开发能源只占全国的0.4%。中国绝大部分风能在内蒙，绝大部分水电资源在西南，绝大部分太阳能在西北。像四川省，水力发电余量非常大；而典型的制造业大省广东，能源又特别紧缺。

“西电东送”不但能解决这个问题，还能增加西部省份的收入和就业，所以是一个很好的战略。但因为输电距离很长，沿途的损耗很大，所以使用550kV的电就不理想了。而直流的特高压，能很好地降低长距离传输带来的能量损耗，所以就是很好的解决方案。

能源分布不平衡，一直是推动特高压在中国出现的最大因素，直到今天依然如此。

PM2.5空气污染

不过，特高压在中国的发展也不是一帆风顺的，阻力也有。最主要的阻力，就来自于建成以后接收电能的地方政府。比如四川德阳到陕西宝鸡这条线，四川的水电通过特高压输出来，但宝鸡并不愿意接收。因为陕西的煤炭资源丰富，完全可以自己省内建立热电厂，自己的GDP、税收和就业机会都能留在自己家里。

原本来自地方的阻力是很顽固的，但后来却有所松动。

因为从2013年开始，铺天盖地的雾霾来了，北方地区每个冬天都PM2.5爆表。2013年9月，《大气污染防治行动计划》颁布，其中重要的措施就是调整能源结构，控制煤炭消耗总量，全国各地的中小型火力发电站都纷纷关停了。

这对特高压项目是一个好消息。

关闭中小发电站带来的电力空缺，总要想办法补上，而且为了缓解东部城市的雾霾，还只能选择清洁能源。于是，很多特高压项目就在内蒙、新疆开工，把那里的太阳能、风能引入东部。从2014年开始，所有和特高压相关的股票都涨势喜人。

新能源汽车与5G的发展

特高压的另外两波推力是新能源电动汽车和5G的普及，因为这两项都特别耗电。

新能源汽车的补贴是从2010年开始实施的，但快速增长是2014年以后的事情。2014年，新能源汽车的销量只占汽车总销量的3‰；但到了2019年，这个比例已经迅速达到了4.7%。

电动汽车充电需要的功率比家用电器大得多，家用的慢充桩通常要8千瓦，公共充电桩的快充要60-120千瓦，而一户住宅的电表通常最大功率也只有十几千瓦。据统计，今后几年，国内要实现车和充电桩1:1的比例。现在中国有新能源汽车400万辆，假如平均每个充电桩40千瓦，其中1/15的车处于充电状态，算下来总共需要大约一千万千瓦的功率。

我们再来算算5G的耗电。可能很多人想不到，5G基站也是耗电大户。一个基站在高负荷下需要4000瓦的供电，而5G基站的数量还会是4G的两倍，总数保守估计是500-700万个，甚至可能超过1000万个。这也是凭空多出来的电力需求，需要的电大约是4000万-6000万千瓦。

仅这两个因素加起来，就增加了5000-7000多万千瓦的用电负荷。这个负担有多大呢？北京市电网的最大负荷也才2000万千瓦。

而特高压以风能和太阳能这些清洁能源为主，并不是把重污染的火力发电站挪到西部，再把电传输过来。这样一来，特高压快速发展的助力又多了一个，不但满足“西电东送”，也有利于缓解雾霾，还契合了新基建里另外两项——5G和新能源充电桩。

投资、消费和出口

当然，推动特高压的因素还不止这些。把特高压确定为新基建的领域，最近的一个推力是经济形势。

我们知道，2018年以来，全球经济形势都不太理想，咱们国家的经济也受到不小的影响。怎么办呢？

国家调控和刺激经济的手段之一，就是大规模的基础建设。能源，尤其是可持续的清洁能源，是所有发展的基础。于是，特高压就这样从一个电力系统的专业名词变成了新基建的大方向。

当前阻力与未来展望

现在，特高压发展的阻力还有没有呢？

其实还有，就是反对交流特高压。

交流特高压和直流特高压各有特点，至少要有电力电子的专业知识才可以全部理解，比如什么是功角稳定、短路容量、地电流、谐波和低次谐波、换相失败等。这些你都不用管，你只需要记住一点——反对者并没有足够的科学支撑，或许更多还是各地出于保护经济利益的考虑。

为什么这么说呢？

我们可以看看反对者是怎么说的。比如，一份非常有分量的反对意见就认为，“西电东送”是西部大开发的标志性工程，应该坚持。但是，根据交流特高压的工程特点，它一般不作为输电工程使用，已经建成的特高压交流工程利用率低、作用有限。

请注意，这里是反对交流特高压，而不是国家大力推进的直流特高压。在我看来，这或许仍然是地方阻力的一种体现，因为交流特高压一般用于一个省份内部。各地还是不希望把电网相关的发展空间和当前的利益让出来，以至于2018年9月规划在之后一年开工的6条线路，至今有5条都没有得到当地核准。

我们怎么理解特高压这件事呢？

其实有点类似于自上而下集中统筹式管理。这类管理方式如果用在企业和人身上，效果肯定不好。因为人与人、公司与公司组成的是一个复杂系统，某个个体的行动产生的影响会反复叠加在周围人甚至是自己身上。只要积累的时间稍长，这种影响就会让人的预测偏出十万八千里。于是，自上而下对市场进行管理，经常会得到事与愿违的结果。这方面的例子，你可以参考《薛兆丰的经济学课》，里面有很多。

但电网的控制，并不满足复杂系统的特征。它是一个由无数传感器收集数据，由处理器分析情况、做出判断的稳定的线性系统，已有的高自动化、高精度的管理系统，可以很好地应对系统内部的波动。

所以在我看来，地方对自己经济利益的维护在技术改进到一定程度前会一直持续。直到特高压的建设已经很便宜、地方经济利益不足够显著的那一天，电网系统全国统一调度、特高压全国一盘棋的情况才会真正出现。

1、电压强度不一样

高压：是指配电线路交流电压在1000V以上或直流电压在1500V以上的电接户线。

超高压：一般认为压强超过100Mpa就是超高压；

特高压：在我国，特高压是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上交流电的电压等级。

2、使用的电线不一样

高压、超高压和特高压使用的电线要求标准，逐渐递增；价格也是逐渐增高。

超高压条件下水的性质

一般情况下，水被看作为不可压缩的。但是，超高压条件下水的性质发生了变化，水分子距离缩小，密度增大，体积被压缩，温度升高，粘度增加，PH值降低。

超高压的作用瞬时地、均匀地贯穿食品的所有部分，而不依赖它的尺寸、形状和食品成微生物超高压处理后分。也不取决于包装的尺寸、形状和成分。

超高压处理时，压缩的能量将提高介质或食品的温度，每100MPA大约升高3℃，这取决于食品的成分。例如食品中含有大量脂肪的奶油、干酪等，温度升的更高些。如果没有加热损失或保压时没有从压力容器外壁得到热量，释压时食品将恢复到原有的温度。

在强制压力的作用下，食品的体积减小，释压时发生相等的膨胀。因此，用于超高压处理食品的包装必须是柔性的，能适应压缩时体积的变化，并且能恢复原状，同时要求密封完好无损。 [2]

低温处理

与高温处理相比，超高压低温处理节省能源效果非常明显。从理论上分析，100L水加热到90℃需要热量293*105J，100L水国内生产的超高压设备加压到400Mpa耗能仅为18.84*105J。两者都可以灭菌，但后者能源消耗仅为前者的1/15。实际运行时扣除各种因素的影响，至少节能80%以上

参考资料来源：百度百科-超高压

参考资料来源：百度百科-特高压

参考资料来源：百度百科-高压电

定义：用±800kV及以上的直流电压输送电能的方式。

学科：电力_电力系统

相关名词：特高压直流高压源 高压直流输电 交直流并联输电

来源：全国科学技术名词审定委员会

特高压直流输电是用±800千伏及以上的直流电压输送电能的方式。其基本工作原理是通过送端换流站将交流电转变为特高压直流电后，将直流电输送到受端换流站，再由受端换流站将直流电转变为交流电送入受端交流系统。特高压直流输电具有输送容量大、送电距离远、输电损耗低、输电走廊宽度小等优点。以±800千伏/8吉瓦特高压直流为例，它与±500千伏/3吉瓦常规直流相比，损耗率由每千千米的6.94%降低到2.79%，千瓦每千米造价由2.16元降低到1.56元，单位输电走廊宽度传输容量增大近一倍。

我国能源资源与电力负荷需求呈逆向分布。2/3的水电资源集中在西南地区，80％以上的陆地风能资源和太阳能资源集中在西部、北部地区，而75％的电力消费集中在东部、中部地区，供需两地相距800～4000千米。跨区跨省输电是解决这种分布矛盾的重要手段，能源也必将在大范围内实现优化配置。特高压输电线如同能源运输的主干线、大动脉，将电能大规模、高效地从西部、北部地区输送到东部、中部地区，有利于将这些地区的资源优势转化为经济优势，实现区域经济的协调发展，在西部、北部人口较少的地区发展大型煤炭和发电企业，能够提高这些企业的集约水平，从而提高资源的开发利用效率。

1990年10月，由中南勘测设计研究院主要承担设计完成的葛洲坝至上海直流输电工程投入运行。它是我国第一条±500千伏直流输电工程，拉开了我国超高压直流输电时代的序幕。2010年，我国建成世界上首个800千伏特高压直流输电工程。自此，中国电网正式步入“特高压”时代，并开始领跑世界特高压电网建设运行。2016年，我国“西电东送”战略重点工程昌吉—古泉（准东—皖南）±1100千伏特高压直流输电工程开建，这是世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术最先进的特高压直流输电工程。该工程起于新疆昌吉，止于安徽古泉，全长3324千米，共有铁塔6080座，2019年9月建成投运。截至2020年9月，吉泉特高压直流累计外送电量超500亿千瓦时，按照安徽省2019年城乡居民用电量396亿千瓦时计算，吉泉特高压直流1年输送的电能可以让安徽省6300多万人使用15个月。

特高压技术远距离跨省输电，变输煤为输电，其技术的提升如同从“绿皮火车”提速至“复兴号”高铁那样，大大提高了送电效率，有效解决能源大范围平衡问题。经过几十年探索，我国的特高压输电在电压等级、输送电量、输送距离等方面不断刷新世界纪录，攻克了空气间隙与外绝缘配置、特高压直流过电压与绝缘配合等难题，掌握了电磁环境特征规律和控制方法，成功研制世界上最高电压等级、最大容量换流变压器、最高等级的直流套管等，实现了特高压设备自主研制和国产化目标，形成了国际一流的特高压实验能力，建立了较为完整的特高压标准体系，并逐步实现了从“试验”“示范”到全面大规模建设的跨越。

目前，我国特高压输电技术已完成了从“跟跑”到“领跑”的角色转换，在全国范围内形成了“西电东送、北电南送”的局面，实现能源资源大范围优化配置，保障了电力充足供应。如今特高压输电更是随着“一带一路”走出国门，实现技术和装备双输出，特高压已经成为“中国创造”和“中国引领”的金色名片。

1、电压不同

高压：工业上电压在3000—11000伏的电源，被称为高压电；而通常情况下，电压在250伏及以上的电源被称为高压电。

超高压：一般认为压强超过100Mpa就是超高压。

特高压：特高压是指±800千伏及以上的直流电和1000千伏及以上交流电的电压等级。

2、应用不同

高压：电力系统中的输配电线路，例如高压电塔，或变电所。或大量用电之用电用户。以电力为主要动力的火车、高铁、捷运，使用高压电缆与集电刷，或高压电轨。

超高压：超高压杀菌技术简称UHP，又称超高压技术，高静压技术，或高压食品加工技术，是在密闭的超高压容器内，

用水作为介质对软包装食品等物料施以400～600MPa的压力或用高级液压油施加以100～1000map的压力。从而杀死其中几乎所有的细菌、霉菌和酵母菌，而且不会像高温杀菌那样造成营养成分破坏和风味变化。

特高压：特高压直流输电具备点对点、超远距离、大容量送电能力，主要定位于我国西南大水电基地和西北大煤电基地的超远距离、超大容量外送。

3、设备技术不同

高压：高压电技术应用于电力传输中，采用高压电技术是因为在同输电功率的情况下，电压越高电流就越小，这样高压输电就能减少输电时的电流从而降低因电流产生的热损耗和降低远距离输电的材料成本。

研究电介质在各种作用电压下的绝缘特性、介电强度和放电机理，以便合理解决电工设备的绝缘结构问题是高电压技术的重要内容。

超高压：超高压生物处理的对象必须是富含水份的，并借助流体介质如水、油等进行压力传递。据帕斯卡定律，静止的理想的液体，它的压力传递具有以下三个基本性质：

液压力总是垂直于任何受作用的表面。

液体中各点的压力在所有的方向上都相等。

在密闭的容器中，加在静液体的一部分上的压力，以相等的强度传给流体的所有其它部分。

将被处理物料放入封闭的容器中施加液体压力，则它在各个方向都承受相同的工作压力，所以称为等静压。

特高压：自20世纪50年代高压直流输电投运以来，经过50多年的发展，高压、超高压直流输电技术已逐步完善，其中巴西两回±600千伏超高压直流输电工程已运行20多年，我国的±500千伏超高压直流输电工程也已建设、运行近20年，

通过超高压直流输电工程的建设、运行，对直流输电技术有了更成熟的认识，也为±800千伏特高压直流输电工程的设备制造奠定了坚实的技术基础。

参考资料：百度百科-高压

参考资料：百度百科-超高压

参考资料：百度百科-特高压

在我国，特高压是指±800KV及以上的直流电和1000KV及以上交流电的电压等级。±750KV是上世纪70、80年代前苏联定的直流输电的特高压标准，都过去这么多年了