串补技术 电力科技自主创新的有力见证
电网头条
原标题:串补技术 电力科技自主创新的有力见证
2004年12月,我国第一套国产化220千伏串补装置——甘肃成碧可控串补装置顺利投运,串补国产化实现了零的突破。自此,中国电力科学研究院成为世界上仅有的四家能够生产可控串补装置的企业之一。2007年10月23日,随着最后一项试验——人工接地短路试验的成功,第一套完全由我国自主研发、设计、制造的500千伏可控串补装置伊冯可控串补正式投入试运行。伊冯可控串补的成功打破了国际几大跨国公司在超高压可控串补技术领域多年来的技术垄断,大幅降低了设备造价,增强了国内电力装备业的核心竞争力,为国内企业赢得巨大的发展空间和市场空间,为电网的发展提供了强有力的支撑。
自主创新 实现重大电力科研零的突破
我国幅员辽阔,自然资源与用电负荷分布极不均衡,提升电网输送能力、提高供电水平是我国电网发展的必由之路。以串补技术为代表的大功率电力电子装置是提高输电线路输送能力和系统稳定性的有效手段。国外多年运行经验表明,串补装置对电网安全稳定和经济运行效果极其显著。
伊冯500千伏可控串补科技示范工程。
随着我国大容量远距离输电和大电网互联技术应用,20世纪90年代,国内已开始陆续建造串补工程。电网建设和改造中这种新兴的、先进的电力电子技术装置应用日益广泛。然而这项涉及学科广泛、技术难度大的串补技术长期垄断在国外公司手中,其报价往往要高于成本十几倍。
不掌握核心技术,将永远受制于人。为了摆脱这种困境,20世纪90年代以来,中国电科院组织了由中国科学院院士周孝信等3名院士领衔,数十名技术人员参与的研发团队,对串补技术及装置进行了自主研发和设计。从空白起步,研制开发这样世界尖端的技术,其过程的艰辛是可想而知的,项目组里所有的人每天通常都要工作到晚上十点。经过反复实验和调试,几年后,他们终于找到了打开串补技术这个宝藏大门的金钥匙。“1996年,中国电科院在灵活交流输电系统可控串补技术的基础性研究中,已掌握了系统的基础理论和关键技术。”周孝信院士回忆说。
成碧可控串补装置测量验收现场。
21世纪到来的时候,也是串补关键应用技术攻关和样机研制的关键时期。从理论模型到投入实际应用,这条道路同样曲折。中国电科院技术人员“自己动手,丰衣足食”,还自己跑到中关村买芯片。一次次失败,一次次重新再来……终于,他们看到了成功的曙光。2003年,“国产化220千伏交流输电线路可控串联补偿装置研制项目”被国家电网公司列为重点科技示范工程;2004年,“超高压输电系统串补和可控串补装置研制”作为“750千伏交流输变电成套设备及电网互联成套设备研制”的子课题被国家发改委列入“十五”国家重大技术装备成套设备研制项目。
2004年12月,我国第一套国产化串补装置——甘肃成碧可控串补装置顺利投运,国产化串补实现了零的突破。系统运行测试显示:串补装置技术参数和各项运行指标均达到或超过国外同类设备水平。几年间,成碧可控串补装置曾经历了强震考验,运行状态依然良好,为陇南地区灾后重建、恢复供电发挥了积极作用。国家电网公司科技部主任(时任中国电科院副总工程师)郭剑波认为:“甘肃成碧220千伏可控串补示范工程是我国利用先进技术改造传统产业的又一次成功尝试,是学科交叉、产学研结合取得的一大丰硕科研成果。”
成碧可控串补装置的建成,使得我国一跃成为世界上第四个具有自主知识产权制造可控串补装置的国家,中国电科院也由此成为继西门子、ABB、GE等跨国公司之后,世界上第四个能够自主研制和生产可控串补装置的企业。当时,这项成果的横空出世,意义可是非同小可,中国电科院副院长邱宇峰一语道破天机:“国产化串补装置的诞生迫使国外厂商的报价下降约1/3,有力地替代了进口产品。应用串补装置减少了巨额的线路建设投资,大幅降低了国内输变电工程投资成本。”
结合我国电网运行的特点和要求进行创新,中国电科院还在借鉴国外串补技术和产品优势的基础上,创造了国产串补的多项“世界首次”:世界上首次真正实现串补及可控串补调节、控制、保护系统的双重化独立配置,大幅提高了系统可靠性;世界上首次在串补装置上采用激光送能与线路取能相结合的平台供能模式,极大提高了平台测量电源的可靠性和灵活性,同时在研制过程中还形成了自主知识产权专利15项。
国产化串补装置的成功研制和应用无疑是电力科技事业走自主创新之路的有力见证,也是中国电科院人对“自主创新”这一发展理念的完美诠释。
打造产研基地 打破跨国公司技术垄断
如果说从无到有凭的是一股韧劲,那么由弱变强更需要持之以恒的毅力。当外界对国产串补为之惊叹的时候,中国电科院研发团队早已踏上新的征程。
为了促进科研成果转化能力的建设,2006年中国电科院全资组建了高新技术公司—中电普瑞科技有限公司,以中电普瑞科技有限公司为依托,我国的串补产业化形成了强有力的整体优势,在国内市场逐步占据主导地位,在国外市场与跨国公司相抗衡,为我国串补技术乃至带动整个灵活交流输配电产业的发展创造了良机。从此,国产串补在国内外市场上大放异彩。
与发达国家相比,我国500千伏电网线路输送能力有40万~80万千瓦的差距。2006年7月3日16时15分,华东跨区电网项目阳城送出的徐州三堡变电站东三Ⅲ线500千伏串联电容补偿装置成功通过最后一项试验——人工接地短路试验。在试验中,所有保护装置正确动作,线路重合成功。至此,我国第一套国产500千伏串补装置完成了所有系统试验项目,进入试运行阶段。2007年10月,正值北方干冷的秋冬时节,坐落于白山黑水之间的黑龙江省齐齐哈尔市冯屯变电站内夜间温度降至0摄氏度以下,连续奋战数月的中国电科院研发人员正严阵以待。10月16日,500千伏伊冯可控串补工程系统调试正式开始,在此后的100个小时里,全部技术人员在500千伏双回交流线路上分别完成了系统阻尼试验等17项严格试验。23日19时39分26秒,随着最后一项试验——人工接地短路试验的成功,第一套完全由我国自主研发、设计、制造的500千伏可控串补装置正式投入试运行。
市场的选择使世人相信,中国掌握了超高压输电系统可控串补设备和系统的关键技术,成为世界上少数掌握这一技术并能工程实施的国家之一。
500千伏串补和可控串补装置的相继成功投运为我国超高压电力技术装备史谱写了辉煌的新篇章。项目成果的推广,可大幅提高电网输送能力,减少重复投资,节约保护大量土地资源和生态资源,并将使传统的电力装备产业发生重要变革,带动相关配套产业的跨越式发展,对于推动我国电力资源优化配置,实现可持续健康发展发挥重大作用。
2006年,中电普瑞科技有限公司在国际议标中依靠优良的产品性能,成功战胜几家跨国公司中标越南老街串补工程,这是国产串补首次跨出国门。
2008年4月,中电普瑞公司承担的浑源500千伏串补工程成功投运。该项目成为世界上在同一运行站点加装串补套数最多、串补累计容量最大的工程项目。
2008年10月,由中电普瑞公司承担的上承500千伏串补工程顺利通过带电试运行,并通过了华北电网有限公司的验收。该项目提高了上都电厂送出线路输电能力,满足了电厂二期的送出需求,也为华北电网的安全稳定提供了有力保障。11月,忻都500千伏串补工程顺利通过带电试运行,并通过了国家电网公司验收。
迄今为止,中国电科院串补装置已在国内外近50条输电线路上成功应用,累计节省线路投资超过70亿元,减少占地近14万亩,创造直接经济效益近20亿元……
回顾串补技术的科研攻关历程,中国电科院院长助理、中电普瑞科技有限公司总经理武守远说:“可控串补装置的成功投运,凝聚着中国电科院广大科研人员无数艰辛,是中国电力科学技术发展的一座里程碑,我们终于站在了该技术领域的制高点,这是研发团队全体人员辛劳和汗水的结晶。”
建设智能电网 串补技术迎新机遇
周孝信院士对笔者说:“中国电科院的工作重点就是要发挥‘引领未来’的作用,特别是引领未来国家电网技术的发展方向。”
忻都500千伏串补工程外景图。
未来5至10年是我国经济社会发展的重要时期,电力事业的发展比以往任何时期都更加需要科学技术的强有力支撑。周孝信院士介绍说,我国国情决定了建设大规模超特高压输电电网的必要性,现有500千伏电网已经不能满足大范围资源优化配置的需要,为此国家电网公司已经开展建设1000千伏特高压交流输电示范工程和±800千伏特高压直流输电示范工程。
2009年5月,国家电网公司正式对外公布了智能电网“三步走”的发展目标,实现智能输电网,需要建设连接大型能源基地及主要负荷中心、以特高压为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网。我国能源资源分布与生产力发展不平衡,决定了我国电力发展必须走远距离、大规模输电的道路。串补装置可以提高电网的输送能力,增强系统稳定性,实现资源在更大范围内的优化配置。随着智能电网工程的推进,串补技术将再一次迎来新的发展机遇期。
在2009年1月举行的国家科技奖励大会上,“柔性交流输电(可控串补)关键技术研究及应用”项目摘得国家科技进步一等奖。这一殊荣是对国产化串补技术的充分肯定,也坚定了民族电力电子行业赶超世界先进水平的信心。迎着科学发展观的春风,串补技术的推广应用,必将为我国的和谐电力发展与和谐社会建设迎来新的曙光!
旧闻重读
电力调度软件系统通过部级鉴定
一个由电力部电力科学研究院和东北电管局联合开发的具有我国自主版权和国际先进水平,反映电力系统实时运行状态的大型基础软件系统,十月十日在沈阳通过了部级专家鉴定。
(原文刊载于1996年10月18日《人民日报》)
中国科技成果展在巴西闭幕
由国家科委和中国科学器材进出口总公司联合举办的中国科技成果展览会10日在里约热内卢闭幕。这次展览以大量的实物和图片展示了中国改革开放以来在航天、电力、核能、医药、造船、机器人制造、邮电和建材等领域所取得的成就。
(原文刊载于1996年12月12日《人民日报》)
时代背景
1999年:8月20日 中共中央、国务院作出《关于加强技术创新,发展高科技、实现产业化的决定》。主要内容有:一、加强技术创新,发展高科技,实现产业化,推动社会生产力跨越发展。二、深化体制改革,促进技术创新和高科技成果商品化、产业化。三、采取有效措施,营造有利于技术创新和发展高科技、实现产业化的政策环境。四、加强党和政府的领导,全面推进技术创新,发展高科技,实现产业化。
9月19日~22日 中国共产党第十五届中央委员会第四次全体会议在北京举行。全会审议并通过了《中共中央关于国有企业改革和发展若干重大问题的决定》。全会认为,国有企业是国民经济的支柱,必须大力促进国有企业的体制改革、机制转换、结构调整和技术进步。全会确定了从现在起到2010年国有企业改革和发展的主要目标和指导方针,并指出首先要尽最大努力实现国有企业改革和脱困的三年目标,把解决当前问题与长远发展结合起来;从战略上调整国有经济布局,把产业结构的优化升级与所有制结构的调整完善结合起来;提高国有经济的控制力和整体素质;以市场为导向,用先进技术改造传统产业;在新兴技术和高技术产业,国有企业要占据重要地位,掌握核心技术,发挥先导作用。
2001年:11月26日 《人民日报》报道,国务院批准的国家“十五”科技发展规划、“863计划”和科技攻关计划的重点项目已经确定,各类国家科技计划实施工作全面启动。“十五”期间将围绕“促进产业技术升级”和“提高科技持续创新能力”两个层面展开。“863计划”着重解决事关国家中长期发展和国家安全的战略性、前沿性、前瞻性的高技术问题,开发具有自主知识产权的高技术,投入150亿元。科技攻关计划面向国民经济,以促进产业技术升级和解决社会公益性重大技术问题为主要方向,投入50亿元。
责任编辑 | 韩旭