中国的水电如何跨越1,400公里，将水电站生产的电力输送给500万用户？答案是：采用高压直流输电系统。目前，西门子正在中国承建功率的高压直流输电线路。

经过90分钟的颠簸，我们乘车从昆明市来到中国西南的禄丰县。一路上，透过车窗，我们看到的是茫茫的田野和成群结队的水牛。经过长途跋涉，我们的身体终于获得了解放。司机将车转向一个写有汉字和英文字符“800 kV”的蓝色标牌，刚刚驶过一道卷闸门，司机就让我们下车了。这时，呈现在我们面前的是一个长约700米，宽约300米的大片工地，它看上去有点不可思议。布满电缆的巨大铁塔直冲云宵。塔下面，工人们正为了完成的清理工作，手持铁锹和木制手推车，紧张地忙碌着。空气中传来阵阵隆隆的响声。负责在工地安装西门子设备的Jürgen Sawatzki 说道，“这是测试的声音。”

依托于大功率晶体管、整流器模块和平波电抗器，全新的高压直流输电线能够跨越1,400公里的距离，将5,000兆瓦的电力从禄丰输送至广州。

目前，从山上接至围栏左侧的高压高架线路已开始输电，但穿过围栏到达围栏右侧并消失于山顶的高压高架线路，目前仍未投入使用。这些是新架设的电缆，看上去闪闪发光。新架设的线路预计将于2010年投入使用。它是一个双极输电线路，负责向广州输电，全长1,400公里。这条线路将为中国东南沿海的广州、深圳和香港等大都市的500万个家庭提供电力。金沙江位于长江的上游。这些电力来自于金沙江上的十几座水电站，属于无碳电力，因此，每年可使中国的二氧化碳排放量减少3,300万公吨左右。

目前，金沙江上的水电装机容量正在不断扩大。水电站输出的电力，将通过功能强大的高压直流输电线，输送至中国东南沿海各大城市。

从工地左侧架设的高架线路负责输送来自水电站的常规交流电。其中一些水电站仅位于几百公里之外。不过，通向广州、全长1,400公里的输电线只负责输送直流电。高压直流输电（HVDCT）技术不是一项新发明；早在1882年，有人就利用这种技术，将电力从巴伐利亚的Miesbach输送至在慕尼黑举行的电力展会的现场，全长57公里。从那以后，这种技术一直被束之高阁。回想那时，电压仅为1,400伏；在中国，高压直流输电线路的电压为80万伏。西门子高压直流输电权威Dietmar Retzmann 教授解释说:“中国的高压直流输电线是这项技术应用的典范。它负责输送5,000兆瓦的电力，相当于5座大型发电厂的总发电量。”

更低的输损。无论采用交流或直流输电，目标都是尽可能地提高电压。对于这两种输电方式而言，根据物理学定律，在电量一定的情况下，电流与电压成反比。换言之，电压越高，电流越小，从而降低因导体升温导致的能耗。不过，对于远距离输电而言，高压直流输电性能更优。

采用高压直流输电技术，输电效率为95%；采用高压交流输电技术，输电效率为87%，相当于损失了400兆瓦的电力。

西门子能源执行官Wolfgang Dehen指出，“我们在中国架设的电力高速路的输电效率高达95%。”采用交流输电技术，输电效率会降至87%，相当于损失400兆瓦的电力——一座中型发电站或160个风电机组的总发电量。由于降低了输损，高压直流输电线路每年可帮助减排300万吨二氧化碳。

理论上讲，交流输电也可以达到同等的距离。在1,500公里的距离内，也可以800千伏的电压输送交流电。然而，问题是，经过长距离的传输，在输电线路的起始端和末端，电压波会彼此转换——技术术语是“相位角”，这需要每隔几百公里安装一个大型电容组，以便实现串联补偿。这将大幅提高输电线路架设的成本。尽管采用了这种补偿机制，远距离的输损仍大大高于高压直流输电线路。

Sawatzki带领我们走进一个飞机修理库般大小的车间。在这里，工人们正忙着将电力稳定系统，安装在从20米高天花板上悬挂下来的长柱上，其用途是限度降低短路和断电事故的发生几率——即便是在发生地震的情况下。这些装置看起来像一堆巨大的植物托盘，其设计灵感可能来自于传说中巴比伦的空中花园。每个托盘总共容纳了30个金光闪闪的圆罐。这些圆罐彼此串联，利用光纤连接控制电路。

庞大的800千伏变压器在运往中国安装（中间图片）之前，在纽伦堡接受测试（左侧图片）。禄丰输电站的控制室（右侧图片）

圆罐内安装了晶闸管——由硅、钼和铜制成的换流阀，利用激光束每秒触发50次，实际上与电流转换极性一样。晶闸管的转换十分精准——每秒100万次，以致于交流的负波被“抛掉”，从而获得直流。由于这种直流还具备较高的纹波含量，因此，接下来，它会进入阀厅后面所谓的“直流场”。在这里，电容器会暂时存储电荷，然后将电荷“注入”纹波内。在阀厅，利用线圈滤除整流器发射的干扰信号。这就是我们可以在采用市电的任何电器中见到的标准电路，但在直流场，所有组件都是庞然大物。

双极输电。在靠近个阀厅的另一个阀厅，采用了地坪。Sawatzki从一张硬纸板上抽出一个电路图，解释说：“这里的整流器和直流场与那里的都是一样的。”这里的优势是，一个导线作为800千伏正极使用，另一个导线作为800千伏负极使用，从而达到160万伏。换言之，两根导线将电力分为两部分，目的是限度降低输损。同时，在一个极发生故障的情况下，这也有利于预防断电的发生。

多项测试预计将在今后几个月内完成。在阀厅之上的办公室工作的8位西门子工程师，坐在控制室内，逐步升高屏幕上的电压。这样做的目的是，在系统投入使用之前，使各个组件达到阈值，以便查找缺陷。中国沿海任何一座大城市发生断电事故，都将是一个噩梦。

大型控制屏幕的左半部分显示禄丰输送站的工作负载为“零兆瓦”。屏幕的右半部分显示广州接收站的状态信息。在广州接收站，直流电将被再次转换为交流电，输入公共电网。屏幕显示电力接收站的默认值为“9.999兆瓦”。如果电力接收站投入使用，屏幕将显示“5,000兆瓦”和其他来自广州的大量数据。所有信息都将通过架设在高压直流输电线路上的光纤电缆，实时进行传输。

融合东西方的技术。尽管系统的交流部分完全是由中国公司制造的，而直流部分则采用了西门子许多技术，但这并不意味着，所有组件都是在德国制造的。在48个变压器中，有一半是在德国制造的，其余是西门子的指导下，在中国制造的。

广州换流站的大门提醒来访者，这里是输电电压的纪录创造者。水力发电和高压直流输电技术，帮助中国每年减排3,300万吨二氧化碳。

迄今为止，Sawatzki已在中国工作和生活了10个年头。禄丰高压直流输电系统，是他参加的中国南方电网公司的第四个项目。从2007年6月赢得项目到2010年6月系统竣工，这个项目共计需要三年时间。在中国南方电网的个项目中，西门子获得的合同占合同总金额的80%，第二个项目为60%，第三个项目为40%。在第四个项目中，西门子获得的份额进一步降低，在10亿欧元的项目投资中，仅获得约3.7亿欧元。中国南方电网公司要求，由西门子提供的多数组件必须在中国由分包商负责制造。因此，尽管西门子仍然负责晶闸管等组件的工程设计，但这些组件和所有辅助设备都是在西门子的指导下，由两家中国企业制造的。

创新带来收益。要建造这样的未来系统，不利用西门子的知识是行不通的。因为创新在不断推动该领域的技术进步。西门子能源项目商务经理Susanne Vowinkel解释说，“800千伏输电技术涉及许多全新的知识，这些知识也是首次在这里得到应用。”Susanne Vowinkel主要负责处理合同相关事宜，组织招标和维护客户关系。

西门子的创新成果包括硅树脂绝缘体。这些绝缘体不仅防水，而且可以在脏污的环境中确保更出色的绝缘性能。同时，西门子的工程师已开始着手研究800千伏以上的技术，因为输电电压的升高意味着输损的降低。电压由500千伏上升至800千伏，在输电线路30年的使用寿命周期内，可使其成本降低四分之一。正如Vowinkel所说的，我们的目标就是始终一步。

西门子在印度刚刚获得一份大额订单，接着又在中国、印度、美国和新西兰参加了多个项目的投标，以期获得更多的高压直流输电项目。此外，高压直流输电系统已成为未来重大项目的基础，例如旨在将北美和中东的电力输送至欧洲的Desertec项目。