十年磨一劍 自架“電力高速路”

直流輸電自主創(chuàng)新帶來(lái)滾滾效益，截至2011年年底，西電通過(guò)直流累計(jì)送廣東電量1737億千瓦時(shí)，占西電比重39.17%，占廣東全省電量（14737億）比重11.79%，按廣東平均每千瓦時(shí)電產(chǎn)值11元計(jì)算，可支撐生產(chǎn)總值增加19107億元；按照廣東目前供電煤耗332克/千瓦時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，減少煤耗5762萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放12676萬(wàn)噸。

2月14日，2011年國(guó)家科技獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在北京人民大會(huì)堂召開(kāi)，南方電網(wǎng)公司“高壓直流輸電工程成套設(shè)計(jì)自主化技術(shù)開(kāi)發(fā)與工程實(shí)踐”作為動(dòng)力與電氣專(zhuān)業(yè)組的項(xiàng)目獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。消息傳來(lái)，南方電網(wǎng)上下一片振奮：“太好了，這是對(duì)我們多年來(lái)實(shí)施西電東送科技創(chuàng)新的認(rèn)可??！”

作為關(guān)系國(guó)家能源安全、國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈和國(guó)計(jì)民生的國(guó)有骨干企業(yè)，從2007年投運(yùn)的我國(guó)首個(gè)高壓直流輸電自主化示范工程——“±500千伏貴州至廣東二回工程”到2010年前投運(yùn)的世界首個(gè)特高壓直流輸電自主化示范工程——“±800千伏云南至廣東直流工程”，再到2011年12月開(kāi)工建設(shè)的“兩渡工程”，短短五六年，由南方電網(wǎng)公司自主研發(fā)的高壓直流輸電技術(shù)日趨完善、更臻成熟，成為打破國(guó)外技術(shù)壟斷、促進(jìn)“西電東送”戰(zhàn)略實(shí)施、實(shí)現(xiàn)我國(guó)電網(wǎng)跨越式發(fā)展的“高速路”。

正如南方電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)趙建國(guó)在“中國(guó)工程科技論壇——電力發(fā)展論壇暨直流輸電技術(shù)研討會(huì)”上所說(shuō)：“一直以來(lái)，南方電網(wǎng)公司大力實(shí)施科技興網(wǎng)戰(zhàn)略，著力提高科技創(chuàng)新能力。我們明確公司的核心技術(shù)是電網(wǎng)安全穩(wěn)定與控制技術(shù)、電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)技術(shù)與設(shè)備集成應(yīng)用技術(shù)，并取得了系列重大突破?！?/p>

弄懂“黑匣子”，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白

高壓直流輸電技術(shù)主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離、大容量輸電，具有線路投資少、調(diào)節(jié)快速、運(yùn)行可靠等優(yōu)點(diǎn)，適用于我國(guó)能源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展東西逆向分布的區(qū)域。但是在2004年以前，由于技術(shù)不成熟，眾多大型直流輸電工程都由國(guó)外承包壟斷，關(guān)鍵技術(shù)一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

中方當(dāng)時(shí)頂多學(xué)會(huì)了寫(xiě)招標(biāo)書(shū)，而工程系統(tǒng)研究、成套設(shè)計(jì)，還有換流閥和控制保護(hù)等關(guān)鍵設(shè)備的供貨全部被外方壟斷。建一個(gè)工程，要提供什么樣的系統(tǒng)參數(shù)，選什么樣的設(shè)備等等，這些技術(shù)都掌握在外國(guó)人手中。

為了全面掌握直流輸電核心技術(shù)，打破國(guó)外企業(yè)的技術(shù)封鎖，2004年，國(guó)家決定把±500千伏貴州至廣東二回直流輸電工程作為我國(guó)首個(gè)自主化示范工程，并提出國(guó)產(chǎn)化比例達(dá)70%，其中成套設(shè)計(jì)要達(dá)到100%。

挑戰(zhàn)前所未有！南方電網(wǎng)公司把這一沉甸甸的重?fù)?dān)接了過(guò)來(lái)，并承諾“有足夠的信心完成此項(xiàng)任務(wù)。”當(dāng)年，南方電網(wǎng)科學(xué)研究院（時(shí)稱(chēng)南方電網(wǎng)技術(shù)研究中心）應(yīng)時(shí)而生，牽頭組織國(guó)內(nèi)研究機(jī)構(gòu)、高校、設(shè)計(jì)和制造企業(yè)的研發(fā)資源，共同組成自主創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，開(kāi)始了攻堅(jiān)克難的征程。

在工程實(shí)施過(guò)程中，南方電網(wǎng)副總工程師、南網(wǎng)科學(xué)研究院董事長(zhǎng)余建國(guó)鼓勵(lì)科研團(tuán)隊(duì)：“要有點(diǎn)骨氣，不要老是跟著別人的屁股后面跑，必須開(kāi)辟出一條屬于自己的路來(lái)?！比欢?，工程實(shí)施中遇到的難題是始料未及！研究中發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)組的大軸與直流輸電系統(tǒng)產(chǎn)生“次同步震蕩”不僅造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，而且發(fā)電機(jī)組的大軸將會(huì)扭曲。經(jīng)過(guò)分析研究，采取保護(hù)措施，在國(guó)內(nèi)首次解決了直流次同步震蕩的工程難題。

工程建設(shè)的前提是進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，而一套使用方便、功能強(qiáng)大的設(shè)計(jì)軟件將大大提高設(shè)計(jì)效率。但當(dāng)時(shí)跨國(guó)公司提供的設(shè)計(jì)軟件都是“黑匣子”，只能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)輸入或輸出，計(jì)算方法不得而知，更不能做參數(shù)調(diào)整。在年輕博士黃瑩的帶領(lǐng)下，研發(fā)團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出擁有自主產(chǎn)權(quán)的“高壓直流輸電基本設(shè)計(jì)軟件包”，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。

就這樣一步一個(gè)腳印，到2007年貴廣二回工程建成投運(yùn)時(shí)，南方電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了成套設(shè)計(jì)的全面自主化。整個(gè)工程投資79億元，比由外方承擔(dān)節(jié)省1億元。國(guó)內(nèi)電工設(shè)備制造水平也由此上了一個(gè)臺(tái)階，大部分設(shè)備制造實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。整個(gè)工程的綜合自主化率達(dá)到70%以上。

工程招標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)，看不到外國(guó)設(shè)備商的身影

創(chuàng)新的步伐并未就此停下。南方電網(wǎng)開(kāi)始向難度更高的特高壓直流輸電技術(shù)挑戰(zhàn)。2006年，世界首個(gè)特高壓直流輸電自主化示范工程——“±800千伏云南至廣東直流工程”開(kāi)工建設(shè)。從系統(tǒng)研究、成套設(shè)計(jì)，到工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造，再到現(xiàn)場(chǎng)施工，一路過(guò)關(guān)斬將。

但是在投運(yùn)前的調(diào)試階段，就遇到“卡殼”。那是2009年底的一個(gè)冬夜，云廣直流首次升壓到額定電壓，即最高的直流輸電電壓800千伏。從常規(guī)直流500千伏升到650千伏還算順利，但當(dāng)升到700千伏時(shí)，電壓開(kāi)始劇烈波動(dòng)，再也升不上去。

按照工程的時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制，第二天電壓必須升至800千伏。當(dāng)晚，技術(shù)帶頭人、南網(wǎng)科研院副院長(zhǎng)饒宏召集現(xiàn)場(chǎng)指揮洪潮、副指揮李巖以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試技術(shù)骨干楊煜、黃立濱等立即組成臨時(shí)攻關(guān)小組，徹夜排查，初步確定是廠家軟件設(shè)計(jì)出了問(wèn)題。通過(guò)分析對(duì)比后，小組提出了不同的技術(shù)思路，最終確定了利用極線電壓平均值方案，開(kāi)始新的試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)徹夜的努力，當(dāng)東方初露魚(yú)肚白時(shí)，直流電壓終于穩(wěn)穩(wěn)地升至800千伏。

回想起云廣直流工程建設(shè)過(guò)程，南方電網(wǎng)副總經(jīng)理王良友頗為自豪，這次工程是中外聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)，中方掌握核心技術(shù)，以中方為主制造設(shè)備。工程招標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)，幾乎看不到外國(guó)設(shè)備商的身影。

回顧我國(guó)長(zhǎng)距離直流輸電工程自主化進(jìn)程，可以欣喜地發(fā)現(xiàn)：23年前投運(yùn)的葛（葛洲壩）上（上海）±500千伏120萬(wàn)千瓦直流工程，招標(biāo)規(guī)范書(shū)、系統(tǒng)研究、成套設(shè)計(jì)，外商的身影頻繁出現(xiàn)。而看到云廣±800千伏500萬(wàn)千瓦直流工程，卻赫然變身為以中方廠商為主。

短短十年，從西方技術(shù)封鎖變成完全擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，命運(yùn)就這樣夢(mèng)幻般地掌握在了自己的手上！中國(guó)工程院院士、南方電網(wǎng)公司專(zhuān)家委主任委員李立浧表示，云廣直流自2010年投運(yùn)至今運(yùn)行正常，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與研究結(jié)論完全相符。這表明我國(guó)已掌握了特高壓直流系統(tǒng)集成和整體解決方案，并在特高壓直流的研究、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造和建設(shè)管理等各個(gè)方面達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

帶動(dòng)國(guó)內(nèi)企業(yè)“走向世界”

2011年12月9日，中國(guó)工程院第132場(chǎng)中國(guó)工程科技論壇——電力發(fā)展論壇暨直流輸電國(guó)際研討會(huì)在廣州召開(kāi)。西門(mén)子公司、ABB公司、Alstom公司等跨國(guó)公司的高管和專(zhuān)家齊齊與會(huì)，尤其是西門(mén)子公司能源CEO的到來(lái)引人注目。

擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，不僅降低了施工建設(shè)成本，還大大提高了工程效率，更重要的是它推動(dòng)了中國(guó)電工制造業(yè)走出去。在攻克這一技術(shù)時(shí)，南方電網(wǎng)牽頭組織提供了一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，將變壓器、控制保護(hù)器等企業(yè)組織到了一起，共同研究。當(dāng)技術(shù)路線確定下來(lái)后，通過(guò)參與南方電網(wǎng)主導(dǎo)的高壓直流輸電工程建設(shè)，我國(guó)主要設(shè)備廠家具備了研發(fā)和制造高壓直流關(guān)鍵設(shè)備的能力?，F(xiàn)在這些企業(yè)不但能為國(guó)內(nèi)供貨，還能參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)。比如沈陽(yáng)變壓器廠因?yàn)闉槟暇W(wǎng)生產(chǎn)了特高壓控制片，現(xiàn)在已經(jīng)在印度設(shè)廠，并且還參加印度的特高壓建設(shè)投標(biāo)。這在以前都是不敢想象的。

項(xiàng)目的成功經(jīng)驗(yàn)，主要是南方電網(wǎng)提供了一片科技創(chuàng)新的“晴空”。南方電網(wǎng)歷來(lái)重視科技創(chuàng)新，成立了以總經(jīng)理鐘俊為組長(zhǎng)的科技創(chuàng)新工作領(lǐng)導(dǎo)小組，建立了科技創(chuàng)新工作的長(zhǎng)效發(fā)展機(jī)制。“十一五”期間科研投入不斷加大，從2006年的6.52億元增加到2010年的15.76億元，年均增長(zhǎng)24.7%。

創(chuàng)新也為南方電網(wǎng)落實(shí)國(guó)家“西電東送”戰(zhàn)略提供了技術(shù)支撐。南方電網(wǎng)目前已形成“八條交流五條直流”共13條“西電東送”輸電大通道，最大輸送容量超過(guò)2400萬(wàn)千瓦，占到廣東用電負(fù)荷的三分之一。2011年12月2日，糯扎渡電站送電廣東±800千伏直流輸電工程和溪洛渡右岸電站送電廣東±500千伏同塔雙回直流輸電工程同時(shí)宣告開(kāi)工，可新增輸電容量1140萬(wàn)千瓦。工程建成后，每年將有400多億千瓦時(shí)清潔水電送往珠三角負(fù)荷密集地區(qū)。

值得一提的是，由于直流輸電自主化科研成果的突出貢獻(xiàn)，南方電網(wǎng)公司授予項(xiàng)目科研團(tuán)隊(duì)特別嘉獎(jiǎng)榮譽(yù)證書(shū)，同時(shí)給予特別獎(jiǎng)勵(lì)。然而該科研團(tuán)隊(duì)13人捐出所有獎(jiǎng)金，倡議建立獎(jiǎng)勵(lì)基金，助力南方電網(wǎng)科技創(chuàng)新工作揚(yáng)帆踏浪再上征程……

經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào) 作者：龐彩霞 　

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