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南方电网自架“电力高速路”

作者:岳阳润生干式变压器厂  来源:http://yueyang.ercaturk.com/  发布时间:2018-02-02
南方电网自架“电力高速路”

南方电网自架“电力高速路”

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南方电网直流输电自主化研究成果获国家科技进步一等奖

  直流输电自主创新带来滚滚效益,截至2011年年底,西电通过直流累计送广东电量1737亿千瓦时,占西电比重39。17%,占广东全省电量(14737亿)比重11。79%,按广东平均每千瓦时电产值11元计算,可支撑生产总值增加19107亿元;按照广东目前供电煤耗332克/千瓦时的标准计算,减少煤耗5762万吨标准煤,减少二氧化碳排放12676万吨。

  2月14日,2011年国家科技奖励大会在北京人民大会堂召开,南方电网公司“高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”作为动力与电气专业组的项目获得国家科技进步奖一等奖。消息传来,南方电网上下一片振奋:“太好了,这是对我们多年来实施西电东送科技创新的认可啊!”

  作为关系国家能源安全、国民经济命脉和国计民生的国有骨干企业,从2007年投运的我国首个高压直流输电自主化示范工程——“±500千伏贵州至广东二回工程”到2010年前投运的世界首个特高压直流输电自主化示范工程——“±800千伏云南至广东直流工程”,再到2011年12月开工建设的“两渡工程”,短短五六年,由南方电网公司自主研发的高压直流输电技术日趋完善、更臻成熟,成为打破国外技术垄断、促进“西电东送”战略实施、实现我国电网跨越式发展的“高速路”。

  正如南方电网公司董事长赵建国在“中国工程科技论坛——电力发展论坛暨直流输电技术研讨会”上所说:“一直以来,南方电网公司大力实施科技兴网战略,着力提高科技创新能力。我们明确公司的核心技术是电网安全稳定与控制技术、电网经济运营技术与设备集成应用技术,并取得了系列重大突破。”

  弄懂“黑匣子”,填补国内空白

  高压直流输电技术主要应用于远距离、大容量输电,具有线路投资少、调节快速、运行可靠等优点,适用于我国能源与经济发展东西逆向分布的区域。但是在2004年以前,由于技术不成熟,众多大型直流输电工程都由国外承包垄断,关键技术一直无法实现国产化。

  中方当时顶多学会了写招标书,而工程系统研究、成套设计,还有换流阀和控制保护等关键设备的供货全部被外方垄断。建一个工程,要提供什么样的系统参数,选什么样的设备等等,这些技术都掌握在外国人手中。

  为了全面掌握直流输电核心技术,打破国外企业的技术封锁,2004年,国家决定把±500千伏贵州至广东二回直流输电工程作为我国首个自主化示范工程,并提出国产化比例达70%,其中成套设计要达到100%。

  挑战前所未有!南方电网公司把这一沉甸甸的重担接了过来,并承诺“有足够的信心完成此项任务。”当年,南方电网科学研究院(时称南方电网技术研究中心)应时而生,牵头组织国内研究机构、高校、设计和制造企业的研发资源,共同组成自主创新团队,开始了攻坚克难的征程。

  在工程实施过程中,南方电网副总工程师、南网科学研究院董事长余建国鼓励科研团队:“要有点骨气,不要老是跟着别人的屁股后面跑,必须开辟出一条属于自己的路来。”然而,工程实施中遇到的难题是始料未及!研究中发现,发电机组的大轴与直流输电系统产生“次同步震荡”不仅造成系统不稳定,而且发电机组的大轴将会扭曲。经过分析研究,采取保护措施,在国内首次解决了直流次同步震荡的工程难题。

  工程建设的前提是进行系统设计,而一套使用方便、功能强大的设计软件将大大提高设计效率。但当时跨国公司提供的设计软件都是“黑匣子”,只能进行一些简单的数据输入或输出,计算方法不得而知,更不能做参数调整。在年轻博士黄莹的带领下,研发团队成功开发出拥有自主产权的“高压直流输电基本设计软件包”,填补了国内空白。

  就这样一步一个脚印,到2007年贵广二回工程建成投运时,南方电网实现了成套设计的全面自主化。整个工程投资79亿元,比由外方承担节省1亿元。国内电工设备制造水平也由此上了一个台阶,大部分设备制造实现了国产化。整个工程的综合自主化率达到70%以上。

工程招标现场,看不到外国设备商的身影

  创新的步伐并未就此停下。南方电网开始向难度更高的特高压直流输电技术挑战。2006年,世界首个特高压直流输电自主化示范工程——“±800千伏云南至广东直流工程”开工建设。从系统研究、成套设计,到工程设计、设备制造,再到现场施工,一路过关斩将。

  但是在投运前的调试阶段,就遇到“卡壳”。那是2009年底的一个冬夜,云广直流首次升压到额定电压,即最高的直流输电电压800千伏。从常规直流500千伏升到650千伏还算顺利,但当升到700千伏时,电压开始剧烈波动,再也升不上去。

  按照工程的时间节点控制,第二天电压必须升至800千伏。当晚,技术带头人、南网科研院副院长饶宏召集现场指挥洪潮、副指挥李岩以及现场调试技术骨干杨煜、黄立滨等立即组成临时攻关小组,彻夜排查,初步确定是厂家软件设计出了问题。通过分析对比后,小组提出了不同的技术思路,最终确定了利用极线电压平均值方案,开始新的试验。经过彻夜的努力,当东方初露鱼肚白时,直流电压终于稳稳地升至800千伏。

  回想起云广直流工程建设过程,南方电网副总经理王良友颇为自豪,这次工程是中外联合研究开发,中方掌握核心技术,以中方为主制造设备。工程招标现场,几乎看不到外国设备商的身影。

  回顾我国长距离直流输电工程自主化进程,可以欣喜地发现:23年前投运的葛(葛洲坝)上(上海)±500千伏120万千瓦直流工程,招标规范书、系统研究、成套设计,外商的身影频繁出现。而看到云广±800千伏500万千瓦直流工程,却赫然变身为以中方厂商为主。

  短短十年,从西方技术封锁变成完全拥有自主知识产权,命运就这样梦幻般地掌握在了自己的手上!中国工程院院士、南方电网公司专家委主任委员李立浧表示,云广直流自2010年投运至今运行正常,各项技术指标与研究结论完全相符。这表明我国已掌握了特高压直流系统集成和整体解决方案,并在特高压直流的研究、设计、设备制造和建设管理等各个方面达到国际先进水平。

  带动国内企业“走向世界”

  2011年12月9日,中国工程院第132场中国工程科技论坛——电力发展论坛暨直流输电国际研讨会在广州召开。西门子公司、ABB公司、Alstom公司等跨国公司的高管和专家齐齐与会,尤其是西门子公司能源CEO的到来引人注目。

  拥有自主知识产权,不仅降低了施工建设成本,还大大提高了工程效率,更重要的是它推动了中国电工制造业走出去。在攻克这一技术时,南方电网牵头组织提供了一个开放的平台,将岳阳干式变压器、控制保护器等企业组织到了一起,共同研究。当技术路线确定下来后,通过参与南方电网主导的高压直流输电工程建设,我国主要设备厂家具备了研发和制造高压直流关键设备的能力。现在这些企业不但能为国内供货,还能参与国际竞争。比如沈阳岳阳干式变压器厂因为为南网生产了特高压控制片,现在已经在印度设厂,并且还参加印度的特高压建设投标。这在以前都是不敢想象的。

  项目的成功经验,主要是南方电网提供了一片科技创新的“晴空”。南方电网历来重视科技创新,成立了以总经理钟俊为组长的科技创新工作领导小组,建立了科技创新工作的长效发展机制。“十一五”期间科研投入不断加大,从2006年的6。52亿元增加到2010年的15。76亿元,年均增长24。7%。

  创新也为南方电网落实国家“西电东送”战略提供了技术支撑。南方电网目前已形成“八条交流五条直流”共13条“西电东送”输电大通道,最大输送容量超过2400万千瓦,占到广东用电负荷的三分之一。2011年12月2日,糯扎渡电站送电广东±800千伏直流输电工程和溪洛渡右岸电站送电广东±500千伏同塔双回直流输电工程同时宣告开工,可新增输电容量1140万千瓦。工程建成后,每年将有400多亿千瓦时清洁水电送往珠三角负荷密集地区。

  值得一提的是,由于直流输电自主化科研成果的突出贡献,南方电网公司授予项目科研团队特别嘉奖荣誉证书,同时给予特别奖励。然而该科研团队13人捐出所有奖金,倡议建立奖励基金,助力南方电网科技创新工作扬帆踏浪再上征程…… (文 庞彩霞)

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