十年磨一劍 自架“電力高速路”

直流輸電自主創(chuàng)新帶來滾滾效益，截至2011年年底，西電通過直流累計送廣東電量1737億千瓦時，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電產(chǎn)值11元計算，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/千瓦時的標(biāo)準(zhǔn)計算，減少煤耗5762萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少二氧化碳排放12676萬噸。

2月14日，2011年國家科技獎勵大會在北京人民大會堂召開，南方電網(wǎng)公司“高壓直流輸電工程成套設(shè)計自主化技術(shù)開發(fā)與工程實踐”作為動力與電氣專業(yè)組的項目獲得國家科技進步獎一等獎。消息傳來，南方電網(wǎng)上下一片振奮：“太好了，這是對我們多年來實施西電東送科技創(chuàng)新的認可?。　?/p>

作為關(guān)系國家能源安全、國民經(jīng)濟命脈和國計民生的國有骨干企業(yè)，從2007年投運的我國首個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年前投運的世界首個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，成為打破國外技術(shù)壟斷、促進“西電東送”戰(zhàn)略實施、實現(xiàn)我國電網(wǎng)跨越式發(fā)展的“高速路”。

正如南方電網(wǎng)公司董事長趙建國在“中國工程科技論壇——電力發(fā)展論壇暨直流輸電技術(shù)研討會”上所說：“一直以來，南方電網(wǎng)公司大力實施科技興網(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)濟運營技術(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”，填補國內(nèi)空白

高壓直流輸電技術(shù)主要應(yīng)用于遠距離、大容量輸電，具有線路投資少、調(diào)節(jié)快速、運行可靠等優(yōu)點，適用于我國能源與經(jīng)濟發(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外承包壟斷，關(guān)鍵技術(shù)一直無法實現(xiàn)國產(chǎn)化。

中方當(dāng)時頂多學(xué)會了寫招標(biāo)書，而工程系統(tǒng)研究、成套設(shè)計，還有換流閥和控制保護等關(guān)鍵設(shè)備的供貨全部被外方壟斷。建一個工程，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)都掌握在外國人手中。

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

挑戰(zhàn)前所未有！南方電網(wǎng)公司把這一沉甸甸的重擔(dān)接了過來，并承諾“有足夠的信心完成此項任務(wù)?！碑?dāng)年，南方電網(wǎng)科學(xué)研究院（時稱南方電網(wǎng)技術(shù)研究中心）應(yīng)時而生，牽頭組織國內(nèi)研究機構(gòu)、高校、設(shè)計和制造企業(yè)的研發(fā)資源，共同組成自主創(chuàng)新團隊，開始了攻堅克難的征程。

在工程實施過程中，南方電網(wǎng)副總工程師、南網(wǎng)科學(xué)研究院董事長余建國鼓勵科研團隊：“要有點骨氣，不要老是跟著別人的屁股后面跑，必須開辟出一條屬于自己的路來?！比欢?，工程實施中遇到的難題是始料未及！研究中發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機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)電機組的大軸將會扭曲。經(jīng)過分析研究，采取保護措施，在國內(nèi)首次解決了直流次同步震蕩的工程難題。

工程建設(shè)的前提是進行系統(tǒng)設(shè)計，而一套使用方便、功能強大的設(shè)計軟件將大大提高設(shè)計效率。但當(dāng)時跨國公司提供的設(shè)計軟件都是“黑匣子”，只能進行一些簡單的數(shù)據(jù)輸入或輸出，計算方法不得而知，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)團隊成功開發(fā)出擁有自主產(chǎn)權(quán)的“高壓直流輸電基本設(shè)計軟件包”，填補了國內(nèi)空白。

就這樣一步一個腳印，到2007年貴廣二回工程建成投運時，南方電網(wǎng)實現(xiàn)了成套設(shè)計的全面自主化。整個工程投資79億元，比由外方承擔(dān)節(jié)省1億元。國內(nèi)電工設(shè)備制造水平也由此上了一個臺階，大部分設(shè)備制造實現(xiàn)了國產(chǎn)化。整個工程的綜合自主化率達到70%以上。

工程招標(biāo)現(xiàn)場，看不到外國設(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”開工建設(shè)。從系統(tǒng)研究、成套設(shè)計，到工程設(shè)計、設(shè)備制造，再到現(xiàn)場施工，一路過關(guān)斬將。

但是在投運前的調(diào)試階段，就遇到“卡殼”。那是2009年底的一個冬夜，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，電壓開始劇烈波動，再也升不上去。

按照工程的時間節(jié)點控制，第二天電壓必須升至800千伏。當(dāng)晚，技術(shù)帶頭人、南網(wǎng)科研院副院長饒宏召集現(xiàn)場指揮洪潮、副指揮李巖以及現(xiàn)場調(diào)試技術(shù)骨干楊煜、黃立濱等立即組成臨時攻關(guān)小組，徹夜排查，初步確定是廠家軟件設(shè)計出了問題。通過分析對比后，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，開始新的試驗。經(jīng)過徹夜的努力，當(dāng)東方初露魚肚白時，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，幾乎看不到外國設(shè)備商的身影。

回顧我國長距離直流輸電工程自主化進程，可以欣喜地發(fā)現(xiàn)：23年前投運的葛（葛洲壩）上（上海）±500千伏120萬千瓦直流工程，招標(biāo)規(guī)范書、系統(tǒng)研究、成套設(shè)計，外商的身影頻繁出現(xiàn)。而看到云廣±800千伏500萬千瓦直流工程，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產(chǎn)權(quán)，命運就這樣夢幻般地掌握在了自己的手上！中國工程院院士、南方電網(wǎng)公司專家委主任委員李立浧表示，云廣直流自2010年投運至今運行正常，各項技術(shù)指標(biāo)與研究結(jié)論完全相符。這表明我國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、設(shè)備制造和建設(shè)管理等各個方面達到國際先進水平。

帶動國內(nèi)企業(yè)“走向世界”

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

擁有自主知識產(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，更重要的是它推動了中國電工制造業(yè)走出去。在攻克這一技術(shù)時，南方電網(wǎng)牽頭組織提供了一個開放的平臺，將變壓器、控制保護器等企業(yè)組織到了一起，共同研究。當(dāng)技術(shù)路線確定下來后，通過參與南方電網(wǎng)主導(dǎo)的高壓直流輸電工程建設(shè)，我國主要設(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。現(xiàn)在這些企業(yè)不但能為國內(nèi)供貨，還能參與國際競爭。比如沈陽變壓器廠因為為南網(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。

項目的成功經(jīng)驗，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)歷來重視科技創(chuàng)新，成立了以總經(jīng)理鐘俊為組長的科技創(chuàng)新工作領(lǐng)導(dǎo)小組，建立了科技創(chuàng)新工作的長效發(fā)展機制。“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24.7%。

創(chuàng)新也為南方電網(wǎng)落實國家“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2400萬千瓦，占到廣東用電負荷的三分之一。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宣告開工，可新增輸電容量1140萬千瓦。工程建成后，每年將有400多億千瓦時清潔水電送往珠三角負荷密集地區(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，南方電網(wǎng)公司授予項目科研團隊特別嘉獎榮譽證書，同時給予特別獎勵。然而該科研團隊13人捐出所有獎金，倡議建立獎勵基金，助力南方電網(wǎng)科技創(chuàng)新工作揚帆踏浪再上征程……

經(jīng)濟日報 作者：龐彩霞 　

　　版權(quán)及免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀