通化西门子电线电缆总代理 原厂原装正品

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电力高速路

建设可持续发展的能源体系，要求扩建远距离输电网络。问题在于传统的远距离高压交流输电会造成过高的电能损耗。此外，新线路的修建往往会遭到公众的强烈反对。本文介绍了几种较其高效的远距离输电方式。

从海上的风能到阳光充沛地区的太阳能，可再生能源应该在它们丰富的地方被利用起来。举例来说，德国计划从现在起到2020年，在北部地区修建装机容量高达3000万千瓦的风电场。然而，德国的电力用户主要分布在南部地区，因此德国面临的真正问题是如何将北部地区的可再生能源发电输送到南部地区。现有的输电线路无法当此重任。当前，德国北部的清洁电力常常不得不经东西邻国中转，再传输到南部地区。有鉴于此，大规模扩建电网似乎势在必行。面对这一难题，德国联邦**和四大输电公司在2012年5月联合提出了一项电网扩建计划。该计划要求在未来十年中新建3800公里的输电线路。待这个特大项目完成后，它将成为其他国家——尤其是像德国这样可再生能源资源大都远离主要能耗中心的国家——建设可持续发展的能源供应体系的榜样。

德国的电网扩建能否以规划者预期的速度向前推进？“在目前普遍采用的交流输电系统中，短短数百公里的传输就会损耗大量电能。”伊尔梅瑙理工大学（位于德国法兰克福东部）电力供应系教授、德国经济与技术部“面向未来的电网”平台的顾问**成员Dirk Westermann介绍道，“较高效的方法莫过于利用高压直流输电技术扩建电网。”利用高压直流技术进行远距离输电，能以较低的损耗将电能输送到千里之外。“直流输电线路的输电损耗要比交流输电系统低30%到50%。”西门子能源业务领域高压直流系统研发总监J?rg Dorn指出。

自2010年以来，西门子在中国证明了高压直流输电技术的效率。中国已建设了一条高压直流输电线路，将西南地区的清洁水电输送到1400公里之外的广东省大城市。新西兰、纽约和西班牙的同类项目，也体现出该项技术的优势。以马略卡岛为例，这个岛屿目前通过高压直流输电线路获得来自西班牙内陆的可再生能源电力。其输电系统经过专门设计，可以在度假旺季的用电高峰期增加电力供应，这样马略卡岛就*建设新的发电站。西门子是高压直流输电系统的良好供应商之一，目前在**市场上拥有约40%的份额。

输电量更高。高压直流输电线路好比一根连接两地的管路。在线路的一端，由换流站将交流电转换为40万伏或80万伏的高压直流电。在接收端，则由另一台换流器将直流电转换为可以供应给电力用户的交流电。“换流器相当昂贵，但是当输电距离**过600公里时，较低的输电损耗即可弥补换流站设备成本。”Westermann介绍说。

高压直流输电技术还有另一项优势：在输电走廊宽度相同的情况下，它的输电容量相当于交流输电线路的两、三倍。现有的输电线路也可以改造成容量更大的电力高速路。考虑到德国几乎所有的架空电缆采用双臂塔架支撑，那么情况就变得相当乐观。在这种架线方式中，塔架的左右两侧分别架设一条三相交流线路，以形成系统冗余。“正是由于这一原因，我们在考虑，与其修建全新的线路，不如利用现有塔架实现交流直流同输，即一侧用于交流输电，另一侧用于直流输电。”Dorn说道，“除这种升级改造外，一要做的工作就是在线路的首尾两端分别配备一台高压直流换流器。这样一种解决方案还能更好地得到公众认可，因为它不要求修建新的塔架，只需改造现有的线杆。改造工作的实施进程会远远快于修建新的输电线路。不过，这个过程也涉及到一些重大的技术难题。还需要对其进行进一步的研究，然后对潜在的解决方案进行测试。”

电网公司Amprion计划在2019年前在德国莱茵兰地区与巴登-符腾堡州之间修建一条430公里长的交直流并输线路。整条线路只有10%的线段需要新建。虽然交直流并输尚未得到充分的实践验证，但相关领域的研究已经取得喜人的进展。西门子目前正在与高校密切合作，研究交流与直流输电系统之间的相互影响等课题。

高压直流输电还可以促进欧洲地区不同电力系统之间的联网。欧洲电网的进一步扩张将以东部和南部为重点，一直延伸到俄罗斯、中东和非洲，而这个网络不久就会达到局限点，那时它将无力发挥远距离同步电网的作用。这是因为从技术角度上讲，上述地区的交流输电网络不能直接兼容欧洲内陆的电网。高压直流输电系统可以连接相隔遥远的交流电网，因而高压直流换流站便可以解决这一难题。此外，换流站还可以充当“防火墙”，起到阻止系统故障大范围蔓延的作用，从而减小发生大停电事故的概率。此外，在出现断供事故后，高压直流技术可以帮助系统迅速恢复供电。据Dorn介绍：“我们对高压直流技术进行了改良，它可以使发生故障的电网快速恢复正常运行。”

未来，甚至有望从高压直流输电线路中接出支线，使规划线路的周边区域（例如德国的鲁尔区）也可以享受到这种技术带来的进步。如果未来要建成欧洲**级电网，那么也必然会需要此类“多端”高压直流系统。

公众参与。一旦技术难题被克服，电网扩建之路就再也没有障碍。然而，只有技术可行性还不够，电网扩建需要广大公众支持新建架空线路。因此，电网扩建成功落实的关键在于提供准确的信息，尽早让公众参与到规划过程中，简化审批流程，同时做到高度透明。

另外，还要考虑到有些地点不适合于修建高压塔架，比如大城市和机场周边区域。在这样的地方，气体绝缘输电线路（GIL）是一种切实可行的替代输电手段。不同于埋地电缆所使用的纸质或塑料绝缘介质，气体绝缘输电线路采用六氟化硫（SF6）与氮的混合气体作为绝缘介质。穿线导管的直径约为18厘米，外包一层直径为50厘米的保护导管。这种设计完全可以满足高压传输的需要，实际部署中只需根据需要增大导管的直径。目前的普通输电线路可在55万伏的电压下传输3200安培的电流，而空气绝缘输电线路可以传输5000安培的电流。

空气绝缘输电线路的另一个优势是在其附近几乎检测不到任何电磁场，因此此类线路不会对电信网络或空管系统造成干扰。同时，空气绝缘输电技术满足较苛刻的欧盟指令要求，正因为如此，人们可以在空气绝缘输电线路隧道上方安然无恙地站立或行走。那么毫无疑问的是，埋地输电线路已成为输电塔架的理想替代，只是其成本是架空线路的四倍左右。因此，埋地线路主要用于需要高压输电而空间有限或受地方环境法规制约的地方。

眼下，*们正在考虑将输电线路与数据传输线路整合在一起，以减轻电网运营商扩建电网的成本负担。在这方面，*们的构想是在毗邻公路、运河和铁路的隧道中并行铺设电力和数据传输线路。

作者：Bernd Sch?ne

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风动土耳其

土耳其目前有7500**口，到2050年将逐步增加至9500万，与此同时，能源需求也将迅猛增长。为了减轻对进口天然气的依赖，土耳其计划调整本国能源结构，加大对本国丰富的能源资源（比如风能）的开发力度。

工作电梯在铁塔内部缓慢上行，发出咔哒咔哒的响声，在70米高的地方停下来。32岁的机械工程师Alper Kalayci戴好安全帽、系紧安全带、绑紧腰上的工具带，沿着一个狭窄的垂直梯子爬完最后十米的路程，到达“安全港”——一个大约四米宽七米长的房间。Kalayci说：“这个房间是吊篮的心脏。”在切换至风电模式之前，他将对货船上的机器进行必要的维修保养。

Kalayci效力于西门子土耳其维修服务部，他目前身处的吊篮，与他以往的工作场所完全不同。从舱口向外看，你会意识到自己仿佛置身风力发电机中。该铁塔与其他12座铁塔一样，矗立在土耳其南部托罗斯*山脉中段，海拔高度约为1600米。这就是着名的“Dagpazari风电场”，周围是黎巴嫩雪松林和大量历史遗迹。该风电场的装机容量为3.9万千瓦、每年发电大约1.29亿度，足以满足大约4万户欧洲普通家庭的用电需求。该风电场安装的西门子风力发电机归土耳其工业与金融集团Sabanci Holding EnerjiSA-Eon Power（Sabanci能源电力控股集团）所有，2012年5月并网发电。西门子服务团队从那时开始为该风电场提供专业维修服务。

这并不是西门子在土耳其承建的**座风电场。早在2009年，EnerjiSA公司就曾委托西门子在土耳其西北部建造了一座风电场。Kalayci说：“我们为该项目提供的风力发电机每台的装机容量为2300千瓦，每年的总发电量为0.9亿度。”

Kalayci在该吊篮中有足够的工作空间，并且可以非常方便地进入风力发电机的核心部件，比如无齿轮永磁发电机。后者位于箱体与毂盘之间，上面装有转子叶片。发电机用一块*磁铁将转子动能直接转化为电能，*任何励磁电源。

促进本地能源资源开发。土耳其较新修订的《可再生能源法案》已于2011年初生效。这部法律颁布后，土耳其全国的风电迅猛发展。这主要是因为该国可再生能源发电的上网电价十年未变。西门子土耳其风电业务负责人Sinan Bubik指出：“今天，土耳其的电能大约44%来自燃气发电，而98%的天然气需要进口，不仅价格昂贵，而且让土耳其严重依赖天然气进口。尤其是考虑到仅2012年6月一个月的用电量就与去年同期相比增长了8.1%，这种状况实在令人堪忧。”

为了改变这种状况，土耳其**希望增加本国优势能源资源在电力生产中的占比。在这个方面，可再生能源发挥着举足轻重的作用。Bubik指出：“2008年，我们安装的风电系统的装机容量约为36万千瓦；2010年，这一数字增加至132.9万千瓦，今年约为217万千瓦。”

相比之下，世界风能协会报告称，2012年，德国风电装机容量已**过3000万千瓦。Bubik认为：“如果算上自2012年3月以来在建的风电场，土耳其的风电总装机容量约达350万千瓦。法律为我们的事业带来了安全**。”

如果风力发电机的零件在本国制造，那么在系统并网发电后的**年内，上网电价将相应上浮。比如，土耳其的风电上网底价为每度电7.3美分，如果叶片在本国制造，则每度电上浮0.8美分；如果发电机和电子控制装置在本国制造，则每度电上浮1.0美分；如果塔架在本国制造，则每度电上浮0.6美分；如果转子和吊篮装置机械零件在本国制造，则每度电上浮1.3美分。Bubik说：“如果我们与当地制造商合作生产塔架。那么选用西门子风力发电机的业主，就能享受每度电7.9美分的上网价。”

土耳其的目标是到2023年——即土耳其共和国宣告独立100周年之际，将风电装机容量增加至2000万千瓦，占该国电力总装机容量的30%。土耳其风力发电的理想地点主要分布在爱琴海北部海岸沿线、马尔马拉地区、黑海西海岸以及梅尔辛-哈塔伊省南部地区。Bubik称：“沿海地区海岸线长达7000公里，为海岸风电系统提供了非常有利的条件，因此，我们非常看好其未来的发展前景。”

而且，该国正在努力实现这一宏伟目标。在Dagpazari以西大约500公里处，西门子正在安装的风电场将是土耳其较大的风电场之一。该风电场的海拔高度约为2000米，目前，西门子正奉GURIS公司之命，在该风电场安装风力发电机。该风电场的总装机容量为5万千瓦。

西门子项目经理Judit Szasz回忆道：“一年前，这里连上山的路都没有，似乎是一个被时代遗忘的地方。因此，我们甚至无法将吊车开上去，更不用说将风力发电机零部件运上去。”

然而，运营商在一年内就开辟了一条进出通道。目前，虽然这条路对卡车来说仍然非常狭窄，但是正如Szasz所说的那样，“我们已经开始组装22台风力发电机中的首批发电机。2013年系统并网发电后，我们还将为它们提供为期五年的维修服务。”

在这个人迹罕至的偏远地区，西门子的技术员、机械师和客户将他们的办公室设在一起，彼此相邻、守望相助。Szasz说：“像这样彼此相邻非常重要，因为这便于我们在一起面对面讨论问题，更快做出决定。”尤其考虑到山上恶劣的天气条件，这一点不可或缺。“像今天这样的天气，狂风大作，像无数颗小石子砸在脸上，大雾使人们无法看见任何东西，因此不得不暂停作业，等待晴好天气的到来——这一时刻也许很快就会到来。”然而，如果等不来这样的天气，通常仅需一天半功夫的装机作业可能需要耗费数周时间。

除发电机本身外，转子叶片也是所有风电场较重要的组件之一。安装在伊斯坦布尔附近的Balabanli岸上风电场的转子叶片就非常特别。西门子风电公司的技术*Mahir Tosun说：“这些叶片比安装在Dagpazari的叶片长四米，因此，其年均发电量比Dagpazari高出8%。”

这种新型叶片被称为“空气弹性变形定制叶片”（ATB），其作用与汽车悬架类似——衬垫可减少震动，从而可延长车辆使用寿命。根据Borusan EnBW Enerji——一家由德国电力公司EnBW与土耳其Borusan股份有限公司组建的合资企业——2012年10月制定的计划，Balabanli风电场将于2014年底投运。Tosun表示：“届时，该风电场22台风力发电机每年的发电量约为1.49亿度，可满足大约4.3万户家庭的用电需求。”

改善能源结构。Bubik说：“对土耳其来说，光有风还不够。” 风能可能具有非常大的潜力，但是，由于受到现有电网的限制，目前只有1250万千瓦的风电可供使用。Bubik说：“我们需要加大输电线路和变电站的投资力度。”

因此，土耳其2023年远景规划还包含装机容量为60万千瓦的地热发电厂，和装机容量为300万千瓦的太阳能电站。目前，土耳其的水电装机容量为1470万千瓦，约占该国电力装机总量的四分之一，未来仍将继续扮演主要角色。Bubik指出：“土耳其计划在2023年之前建设大约500座水电站，总装机容量约为2100万千瓦。除此以外，土耳其**还将促进煤电与核电的发展。”其目标包括新建装机容量为1850万千瓦的燃煤发电厂，将全国燃煤发电的总装机容量提高50%，同时新增1000万千瓦的核电装机容量。

然而，回到Dagpazari，Kalayci在紧张忙碌的工作时，不会考虑所有这些数字。戴上相关装置，Kalayci爬上吊篮**部，深吸一口气，深情眺望远处的山峦。他说：“我非常喜欢这些梦幻般的巨人。吊篮非常像一艘船的船舱。然而，还有一个非常重要的差别。在这里，没有晕船的风险。”

为了提高风电塔的效率，开发商必须找到一种在尽可能降低风电塔重量的同时，增加风电塔发电量的方法。为了实现这一目标，西门子为转子叶片开发了一套专业升级包，可使风力发电机年均发电量增加几个百分点。

丹麦西门子风电公司的Peder Bay Enevoldsen指出：“我们已将三种空气动力学小功能特征组合在一起，它们包括安装在转子叶片上的小翼，与*行器机翼上的小翼类似。”Enevoldsen是西门子2012年年底评出的12位较优秀的研发人员——“年度发明家”——之一。Enevoldsen参与了21项旨在优化风力发电机的发明，共取得53项个人**。 一座由43台风力发电机——每台的装机容量为2300千瓦——组成的岸上风电场安装小翼后，可在20年的时间内，创造数百万美元的利润。作为上述升级改造的一部分的“恐龙尾”，与剑龙骨板类似，通常安装在叶片外部。Enevoldsen说：“‘恐龙尾’有助于减少沿叶片后缘的湍流，可使噪声降低两三个分贝。”

另一方面，“恐龙尾”安装在叶片内侧。这一功能特征是受美国赛车运动员丹?格尼的启发。丹?格尼发明了“格尼襟翼”—— 赛车后部朝上的翼片。“也就是说，我们可用这些附件使转子叶片具备‘扰流板的作用’，使其获得更大的动力。”Enevoldsen解释道。

*三个部件是安装在毂盘附近的“漩涡发生器”。他还补充道：“这些看起来像鳍片，而且正好左右交替倾斜一定角度。”这可产生一小股旨在俘获从叶片上边缘流出的空气气流，并且在此过程中形成额外的动力。此外，作为一名狂热的帆船爱好者与冲浪爱好者，Enevoldsen会在工作之余花费大量时间“与风搏击”。他说：“你的双手可感觉到风的力量。由此可联想到风力发电机的改型方案。”