圖為烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程于2020年12月開展昆北—龍門兩端雙極四閥組直流系統(tǒng)調(diào)試。 岳銘棟 攝
“十三五”南方電網(wǎng)公司獲國家科技獎勵清單
烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程500千伏配套交流工程在延綿不斷地把云南的清潔能源輸往南粵大地。 陳玉俊 攝
創(chuàng)新是什么?“創(chuàng)新理論”鼻祖熊彼特認為，創(chuàng)新就是不斷地從內(nèi)部革新經(jīng)濟結(jié)構(gòu)，即不斷破壞舊的，創(chuàng)造新的結(jié)構(gòu)，是一種“創(chuàng)造性破壞”。
對于發(fā)展百年的電力工業(yè)而言，大幅度地破壞顯然并不成立，尤其像電網(wǎng)這種具有高度連接屬性的產(chǎn)業(yè)，“牽一發(fā)而動全身”，更加不可能采取“破壞式”創(chuàng)新。從這層意義上說，電網(wǎng)更多的是在原有基礎(chǔ)上進行改良式創(chuàng)新。
但是，這種改良式創(chuàng)新也并不簡單，有時甚至比“破壞”更困難。翻看“十三五”南方電網(wǎng)的成績單，就電網(wǎng)技術(shù)本身來說，主網(wǎng)將原有的特高壓與柔性直流技術(shù)相結(jié)合，配網(wǎng)通過一系列改良手段提升供電可靠性;與此同時，“云大物移智”等新興技術(shù)在電網(wǎng)行業(yè)的應用，也催生著管理、服務、商業(yè)模式等新形態(tài)新變化……
電網(wǎng)創(chuàng)新，從不曾停步。
積跬步，方能至千里
世界上最復雜的交直流并聯(lián)大電網(wǎng)——南方電網(wǎng)捆綁著這個頭銜已有許多年。
在“最復雜”的情況下，還能保障長久的安全穩(wěn)定運行，電網(wǎng)的堅強程度可見一斑。
到“十二五”末，已有十余條500千伏及以上電壓等級的西電東送大通道落點廣東，給粵港澳大灣區(qū)澎湃增長的用電需求提供有力支撐。
但是，身處其中的從業(yè)者，愈發(fā)讀出強大電網(wǎng)存在的隱憂。
“隨著輸電容量越來越大，交直流混合的電網(wǎng)越來越復雜，對于其安全穩(wěn)定運行的要求也越來越高?！蹦戏诫娋W(wǎng)公司高級技術(shù)專家蘇寅生認為，大容量電力傳輸時一旦出現(xiàn)故障，輸電功率瞬間轉(zhuǎn)移將造成極大風險，“網(wǎng)是連起來的，電流這條路走不通了，瞬間涌到其他的路上，搞不好就堵車甚至癱瘓了。”
“十三五”期間，南方電網(wǎng)需要一步步創(chuàng)新，來應對這一問題。
2016年，魯西背靠背直流異步聯(lián)網(wǎng)工程建成投運，在水電基地云南電網(wǎng)與南方電網(wǎng)主網(wǎng)間加了道“防火墻”，使得一方出現(xiàn)故障時，影響不波及另一方。柔性直流與常規(guī)直流的混合并聯(lián)，被首次應用到電網(wǎng)工程中。柔直的靈活調(diào)節(jié)，關(guān)鍵時刻支持系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的特性，能在很大程度上緩解系統(tǒng)問題。
實際上，南方電網(wǎng)的柔直技術(shù)也是一步一個腳印走出來的?！笆濉逼陂g，南澳就建成了±160千伏多端柔性直流示范工程。魯西背靠背工程則將直流電壓提升至±350千伏。
在特高壓、柔直、多端等技術(shù)應用積累下，南方電網(wǎng)向著“世界第一”的烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程(簡稱“昆柳龍直流工程”)發(fā)起沖擊。國際同行眼中的“完全想象不到的創(chuàng)新方案”，是南網(wǎng)科研實力積累與沉淀的結(jié)果。2020年工程投產(chǎn)，將特高壓常規(guī)直流與柔性直流混合技術(shù)成功應用，創(chuàng)造了19項世界第一。
中國工程院院士、南方電網(wǎng)公司專家委員會主任委員李立浧感慨：“工程是世界電網(wǎng)發(fā)展史上的里程碑，代表著更先進的遠距離、大容量輸電技術(shù)方向?！?/p>
強大的科技實力，讓南方電網(wǎng)公司在“十三五”期間收獲諸多榮譽。國家科技進步獎特、一、二等獎均刻上了南方電網(wǎng)的名字。
個人與集體，都是創(chuàng)新受益者
如果說主電網(wǎng)是支干，配電網(wǎng)則是枝葉。紛繁復雜的配電網(wǎng)直接面對著千家萬戶，踐行著萬家燈火中的南網(wǎng)情深。
在社會主義先行示范區(qū)深圳，區(qū)域電網(wǎng)有著極度鮮明的對比。
前海片區(qū)，一切都是新的。白紙作畫，于電網(wǎng)人而言，似乎并不算過于困難。借鑒世界先進的規(guī)劃設(shè)計，供電可靠率可達99.999%。
但在已建成電網(wǎng)多年的負荷中心福田，情況大相徑庭。要在建成區(qū)域進行改良，這意味著，盡可能不斷電的前提下，提升供電可靠性，這是個世界性難題。
深圳供電人做到了。他們借鑒了城市功能分區(qū)中“去中心化”的思路，將配電線路分割成一小段一小段，保證“上一段出現(xiàn)故障時，不影響下一段正常供電”，成功在2018年實現(xiàn)年戶均停電不到2.5分鐘的目標;2019年，這一數(shù)據(jù)縮短至0.19分鐘，即12秒。
這就跟考試差不多，從80分到90分或許稍微努力一下就能達到，但想從90分提到95分甚至更高，那就需要加倍的努力和智慧了。
創(chuàng)新，絕不是一蹴而就的事。孜孜以求的電網(wǎng)人，為了提升那零點零幾個百分點、減少那分分秒秒，不知飽嘗多少血與汗。
有趣的是，參與其中的供電人，大多說不清楚創(chuàng)新的思路最初來源于何時何地何人，他們更堅信：這是集體的智慧。
集體智慧外，也不乏個人的靈感迸發(fā)。
南方電網(wǎng)科技創(chuàng)新中心的劉志學，對著臥室天花板的棱和交點出神，突然靈光一閃，“將立體的棱線投射到平面上，這不跟電網(wǎng)接線一樣么?”他寫下《新型無母線電器主接線方案及布置圖》論文，并形成專利——一種基于正則圖的接線系統(tǒng)，對實際電路接線改良有很大啟發(fā)意義。這一成果獲得中國電力創(chuàng)新獎(專利類成果)二等獎。
截至“十三五”末，南方電網(wǎng)公司累計有效專利數(shù)達33000件;而5年前，這一數(shù)量僅6000件。
當專利被孵化應用，專利所有人也會得到應有的報酬。深圳供電局資產(chǎn)管理部專責黃煒昭研制出新型的“避雷器帶電測試儀”。儀器只有手機大小，重量僅400克，代替了重達20公斤的傳統(tǒng)設(shè)備，為工作帶來極大便利。2019年，測試儀專利成果被孵化器公司看中，雙方簽訂協(xié)議，產(chǎn)品銷售利潤的10%回饋專利所有人。黃煒昭由此獲得逾6萬元報酬。
在激勵員工創(chuàng)新方面，南方電網(wǎng)公司已建立起一套相對完善的制度體系。30萬個頭腦產(chǎn)生的各種虛擬想法，逐漸變成一件件實用性極強的工具，應用到實際工作中，提升了效率，減輕了人員負擔;一些重大課題被擺上臺面，公正公平公開地競爭，只要有能力，誰都可以“揭榜掛帥”，在解決企業(yè)發(fā)展難題同時，實現(xiàn)個人價值。
追逐中進步，創(chuàng)新不止步
創(chuàng)新過程中，總有人起點高，有人起點低;有人提升快，有人慢。發(fā)展不平衡不充分的矛盾，在南方電網(wǎng)區(qū)域間體現(xiàn)顯著。
起點相似者，在你追我趕的競爭中相互促進提升。表面上虛心學習，取長補短;其實心底暗暗較著勁，要吸收、更要再創(chuàng)新，才能超越對手。
領(lǐng)先者并非“獨孤求敗”。喊出“全國最好”口號的廣東電網(wǎng)，即便在實現(xiàn)目標后，還有更大考驗。畢竟，對標世界三大灣區(qū)電力核心數(shù)據(jù)，再看看我國碳達峰、碳中和的時間表，粵港澳大灣區(qū)的電力從業(yè)者就有了努力的方向。
落后者，會得到重要的幫扶。而且，在幫助過程中，領(lǐng)先者甚至發(fā)現(xiàn)不少值得學習之處。是故，弟子不必不如師。
很多重要指標長年“吊車尾”的廣東電網(wǎng)公司汕尾供電局，創(chuàng)新性發(fā)明了幫助員工填各種表單的機器人系統(tǒng)，讓先進的佛山供電局刮目相看;超高壓公司直流工程運維起點低、基礎(chǔ)差的柳州局，理論結(jié)合實踐學習柔性直流技術(shù)，把昆柳龍直流工程樞紐換流站建得又快又好……
創(chuàng)新，就是如此神奇的事情。起點和能力是一方面，但重要的是全身心地投入，善于汲取營養(yǎng)，為我所用。
“十三五”是新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)期，南方電網(wǎng)也從一大批“云大物移智”技術(shù)中，找到了與自身的契合點，將大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)應用其中，解決了痛點甚至頑疾。譬如，能采集大數(shù)據(jù)的智能電表被全面安裝覆蓋，實現(xiàn)了遠程抄表，讓供電服務區(qū)域內(nèi)的抄表員“轉(zhuǎn)崗”，完成了海量人力資源的優(yōu)化配置;微信支付寶等電子繳費模式出現(xiàn)，方便了生產(chǎn)生活，市民再也不用跑去營業(yè)廳交電費了。
“十三五”南方電網(wǎng)的創(chuàng)新有追逐，有進步，但也存在不足。關(guān)鍵設(shè)備“卡脖子”，前瞻技術(shù)儲備仍需加強，成果轉(zhuǎn)化率低等一系列問題，都有待未來進一步改善和突破。
“十四五”乃至更遠的未來，仍舊是屬于變革創(chuàng)新的時代。南方電網(wǎng)已經(jīng)做好了準備。
數(shù)說
“十三五”期間，南方電網(wǎng)公司累計技術(shù)投入384.4億元，其中科技項目投入83.3億元。承擔國家級科技項目21項，已高質(zhì)量完成5項。獲批建設(shè)直流輸電技術(shù)國家重點實驗室和11個省部級科研平臺，完成22個重點實驗室建設(shè)。累計獲得省部級科技獎勵161項，包括8項國家級獎勵，其中特高壓±800千伏直流輸電工程首次榮獲國家科技進步特等獎。累計擁有有效專利突破33000件，其中發(fā)明專利8061件，首獲中國專利銀獎。牽頭編制修訂國際和國家標準26項(其中包括IEC標準1項、ISO標準1項、IEEE標準5項)。榮獲“何梁何利基金獎”“全國創(chuàng)新爭先獎”、全國十大科技創(chuàng)新人物獎4人次。
南網(wǎng)傳媒全媒體記者 帥泉 通訊員 闞偉民 周慧
■ 延伸閱讀
依托主網(wǎng)平臺優(yōu)勢 占領(lǐng)輸電技術(shù)制高點
——超高壓公司“十三五”科技創(chuàng)新工作綜述
2020年12月，烏東德電站送電廣東廣西特高壓多端柔性直流示范工程(以下簡稱“昆柳龍直流工程”)建成投運，標志著我國在世界上率先系統(tǒng)掌握了特高壓多端混合柔性直流技術(shù)，引領(lǐng)世界特高壓技術(shù)進入柔性直流新時代。
這是“十三五”期間超高壓公司科技創(chuàng)新工作所取得豐碩成果的縮影。一直以來，超高壓公司高度重視科技創(chuàng)新工作，不斷加大資源投入，完善科技創(chuàng)新體制機制，著力建設(shè)與世界一流企業(yè)相匹配的科技創(chuàng)新能力。依托主網(wǎng)架的平臺優(yōu)勢，超高壓公司結(jié)合輸電技術(shù)發(fā)展趨勢和自身實際，率先應用特高壓直流、超高壓大容量柔性直流、超高壓海底電纜等前沿輸電技術(shù)，參與的“特高壓±800千伏直流輸電工程”榮獲國家科技進步特等獎，昆柳龍工程創(chuàng)造19項世界第一，牢牢占據(jù)了輸電技術(shù)制高點。
做好工程技術(shù)攻關(guān) 擴大直流輸電領(lǐng)先地位
超高壓公司率先研發(fā)攻克了一批世界先進直流輸電技術(shù)并成功應用于主網(wǎng)架，云廣工程實現(xiàn)特高壓技術(shù)在世界上的正式商業(yè)應用，海南聯(lián)網(wǎng)工程是我國首個超高壓、長距離、大容量的跨海聯(lián)網(wǎng)工程，溪洛渡工程解決了線路穿越重冰區(qū)導線選型難題，魯西異步聯(lián)網(wǎng)工程是當時電壓和容量最高水平的柔性直流工程之一，滇西北工程建設(shè)中重點攻克了高海拔、高地震烈度疊加的世界性技術(shù)難題。
在2020年投產(chǎn)的云貴互聯(lián)通道工程建設(shè)中，超高壓公司堅持“以我為主”成立攻堅組，在短時間內(nèi)攻關(guān)解決了三端直流控制保護系統(tǒng)改造等技術(shù)難題，工程從自主設(shè)計到自主調(diào)試全過程實現(xiàn)“全國產(chǎn)化”，自主化率達到100%，為后續(xù)直流工程可持續(xù)發(fā)展和改造打下了技術(shù)基礎(chǔ)，提供了建設(shè)示范。
解決“卡脖子”問題 推動關(guān)鍵設(shè)備技術(shù)國產(chǎn)化
近年來，直流輸電工程應用了大量新技術(shù)和“首臺套”新設(shè)備，主網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及運行特性更趨復雜。超高壓公司努力解決各類技術(shù)瓶頸，不斷掌握和突破電網(wǎng)設(shè)備關(guān)鍵核心技術(shù)。
針對魯西柔直投運初期故障偏多的情況，超高壓公司組織開展了2輪設(shè)備隱患整治，研究解決隱患107項，其中重大隱患33項，2018年整治后的魯西柔直年度利用小時數(shù)超過5000小時，形成了涵蓋9項運維技術(shù)標準、55份現(xiàn)場作業(yè)標準的柔直技術(shù)管理體系。針對所轄直流系統(tǒng)交流濾波器斷路器出現(xiàn)重擊穿問題，該公司組織深入分析研究設(shè)備工況，會同有關(guān)廠家共同研究改進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，最終實現(xiàn)產(chǎn)品性能達到國際先進水平，并將相關(guān)經(jīng)驗固化成為國標《濾波器用高壓交流斷路器》。
解決現(xiàn)場運行問題 為主網(wǎng)架運營提供科技支撐
“十三五”期間，在特高壓、超高壓直流、海底電纜等領(lǐng)域，超高壓公司實施科技項目303項，經(jīng)費投入約5.56億元，人均科研費用居網(wǎng)內(nèi)前列，形成了一批解決現(xiàn)場運行問題的科技成果。
該公司牽頭完成“含大規(guī)模新能源的交直流互聯(lián)大電網(wǎng)柔性控制與智能運行”國家863計劃等重大課題。部分科研成果應用于現(xiàn)場，有效提升主網(wǎng)架運維水平。山火預警平臺投運后，經(jīng)算法持續(xù)優(yōu)化，準確率超過90%。直升機三維激光掃描應用于220千伏及以上線路，2018年以來累計發(fā)現(xiàn)1000余處人工無法發(fā)現(xiàn)的樹障緊急隱患，再未發(fā)生因樹障導致線路故障。智能水下機器人研制成功并應用于500千伏海南聯(lián)網(wǎng)海底電纜檢測，填補了國內(nèi)外空白。
此外，該公司形成了直流控制保護、輸電線路融冰、電網(wǎng)智能監(jiān)測、柔性直流輸電等12支科技創(chuàng)新團隊，建成了廣州特高壓試驗檢修基地，也是特高壓工程技術(shù)國家工程實驗室，具備開展1000千伏電壓等級設(shè)備的檢修、試驗和科研能力。建設(shè)了直流輸電設(shè)備狀態(tài)評估與故障診斷南網(wǎng)重點實驗室，具備西電東送所有直流輸電系統(tǒng)的控制保護仿真試驗能力。
推進技術(shù)標準輸出 全力支撐“走出去”戰(zhàn)略
“十三五”以來，超高壓公司完成的科技成果獲省部級及以上科技獎勵7項、南方電網(wǎng)公司科技進步一等獎3項。累計有效專利由557項增至1961項，增長2.5倍。
2018年，超高壓公司牽頭籌建了首個國際直流電力系統(tǒng)技術(shù)組織——IEEEPES直流電力系統(tǒng)技術(shù)委員會，標志著南方電網(wǎng)公司在該領(lǐng)域的全球引領(lǐng)地位，為提升我國在直流輸電領(lǐng)域國際話語權(quán)和影響力提供了支撐。2019年，發(fā)布了首個由超高壓公司牽頭編制的IEEE國際標準，2020年發(fā)布由超高壓公司聯(lián)合主導編制的ISO國際標準,目前還在參與2項IEC標準、4項IEEE標準的制定，未來將更好地支撐南方電網(wǎng)公司直流輸電技術(shù)和服務“走出去”。
下一步，超高壓公司將繼續(xù)大力提升科技創(chuàng)新能力，加快構(gòu)建全面創(chuàng)新體系，進一步激發(fā)活力，支撐南方電網(wǎng)公司高質(zhì)量發(fā)展。實施智能電網(wǎng)、數(shù)字電網(wǎng)建設(shè)等重點創(chuàng)新行動，成立外部專家委，推行科技項目“揭榜制”“掛帥制”。積極融入國家科技創(chuàng)新體系，持續(xù)參與國家攻關(guān)計劃。抓好兩大工程成果總結(jié)提煉和知識產(chǎn)權(quán)獲取，形成一批有影響力的創(chuàng)新成果。加快推進科技人才隊伍建設(shè)，深入實施高層次科技人才精準支持及優(yōu)秀年輕創(chuàng)新人才培養(yǎng)專項工作，建立多元化的人才激勵機制，釋放和激發(fā)創(chuàng)新內(nèi)生動力。 (黃志雄 李樺)
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