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中国标准再次赢得世界——“特高压±800kV直流输电工程”获2017年度国家科技进步奖特等奖侧记

发布时间: 2018.01.23      来源:中国能源建设股份有限企业

一头连着西部清洁能源开发利用,一头连着东中部雾霾治理,跨越2000公里,一路跋山涉水,由特高压直流输电工程承担的大规模能源资源优化调配,已成为国家能源转型、绿色发展的重要支点。

1月8日,由中国能建等30家单位联合完成的“特高压±800kV直流输电工程”获2017年度国家科技进步奖特等奖。自2005年起,作为项目的主要完成单位——中国能建旗下的中国电力工程顾问集团(电力规划设计总院),受国家电网、南方电网的委托,承担了云广、向上两个±800kV特高压直流输电示范工程的设计牵头和评审工作,所属设计施工装备企业共同参与,为攻克世界级电网设计难题、开展重大科技项目攻关、创造国际一流精品工程提供了坚强支撑。

从无到有,

实现了艰难而漂亮的跨越

2005年,国家启动百万伏级交流、±80万伏级直流输电技术前期研究工作。受业主委托,原中电工程(电规总院)马上组织实施首批国家示范特高压直流工程可行性研究及初步设计工作。

短短不到两年,2006年11月初召开的向上直流换流站预初步设计评审会,标志着特高压直流工程进入了新的阶段。

2010年6月,云广示范工程双极投产;2010年7月,向上示范工程双极投产。

“从无到有,实现了一次非常艰难的跨越。” 项目完成人之一,全国工程勘察设计大师、电规总院总经理梁政平认为,中国能建在设计技术方面取得的突破,不仅为工程应用作出了重要贡献,还全面掌握了这一具有自主常识产权的最先进特高压输电设计技术。

“这是世界上这一领域首套设计技术规范,是真正的中国标准。”梁政平说。

5年时间里,中国能建人用“中国标准”再次为世界充电,解决了世界范围内特高压直流设计的规范化问题。通过自主化设计,中国能建编制完成《±800kV直流换流站设计规范》《±800kV直流架空输电线路设计规范》2个国家标准,引领特高压±800kV直流输电技术经济指标达到国际先进水平。

而在此之前,“西电东送”战略已经面临送出瓶颈。±500kV直流输电技术,无法满足我国大规模跨区域能源优化战略的需要,能源电力发展的核心技术亟待突破。

一面是国家能源战略需求迫切,另一面被列为国家重大科技支撑计划项目的示范工程,其科研、设计、设备、建设难度,堪称世界输变电领域的“珠峰”。

“以前做设计,大家可以去国外考察,看实物,引进、消化、吸取。可是,做特高压直流设计,国外不但没有,而且在国际电工界,还被公认这是办不到、不敢想的事。”中电工程总工程师李宝金先容说,在十几年前,当提出向上线输送容量640万千瓦,云广线500万千瓦的设计理论值时,“技术难度、风险有多大可想而知,甚至是非常冒险的”。

再苦,也要上;再难,也要干。

面对如此艰巨的任务,原中电工程(电规总院)及时成立了特高压工作领导小组、特高压工作组和特高压专家组,充分发挥自身技术、实践和综合管理优势,从全国六大区域设计院抽调专家、骨干力量,将中国最优秀的电力设计力量融合为一个整体,义无反顾地投入到特高压工程设计攻关中。

反复迭代,

高强度地开展联合攻关

研制±800千伏特高压直流输电用平波电抗器样机的重任,落到了中国能建北京设备企业张月华团队的肩上。

时间紧、任务重,科研单位又不能提供准确的样机制造参数,贸然做,1000多万元的设备,随时可能成了试验品,造成巨大浪费,研发一度陷入焦灼之中。

“那时,上上下下都在投入了攻关,为了一个关键参数,往往要昼夜连续奋战。”一次,张月华白天无法联系上专家,晚上正在给女儿洗澡,专家电话打来。张月华条件反射地马上抓起电话,跑到阳台上接听。半个多小时后,当她回到浴室,才发现2岁多的女儿一直在哇哇大哭。

“大家很多次联系不上专家,这次人家主动打过来,要是接不上,不知道下次怎么联系上啊!”谈及此,她鼻子一酸,泪湿眼眶。

这些故事和场景,在最初最艰难的5年中,曾经一幕幕地、无数次地发生在这些中国能建电力设计工程师的身上,组合成了他们特高压设计工作生活的“苦乐”常态。

“有时候真的顾及不了太多了,也没有时间让你去多想。设计是工作链的最前端,大家在看着大家,等着大家的工作业绩。”梁政平说。

与时间赛跑,向巅峰挑战,不舍不弃、不眠不休……

既然无技术标准、无工程先例可借鉴,那就踏踏实实地想方设法作科研。为了应对超常态的工作任务,中国能建特高压工作组形成了灵活的组织管理和技术创新运行机制,高效推动设计咨询和科学试验之间的相互融合与验证。

“反复迭代,高强度地进行联合攻关,是设计工作的一大特色。”李宝金说。

在项目管理中,中国能建特高压设计工作创造性地采用设计、科研、设备研制同步推进的模式,设计单位与国内知名高校、科研院所、设备研制单位通力协作,边研究、边设计、边攻关,对于每一个关键环节进行反复地沟通与确认,有序推动特高压技术稳步前进,形成“设计理念先行”“科研设备同步”“成果验证设计”的循环工作模式,高效推动特高压直流输电技术不断走向成熟,将中国特高压直流输电技术推向国际领先地位。

创新驱动,

引领世界电力科技水平升级进步

在特高压±800kV直流输电工程设计中,值得自豪的技术创新和突破,还有很多。

——项目从理论和实践上,研究和攻克了特高压直流工程的过电压保护、空气间隙确定等方面的世界级难题,在世界上首次研究并提出了±800kV特高压直流输电绝缘配合原则。

——首次研究并提出±800kV特高压直流输电的双阀组均衡串联主接线拓扑结构。

——首次研究并采用两个换流站共用一个接地极,减少了土地资源的占用。

——首次确定了±800kV直流工程的电磁环境控制参数,满足工程环境保护要求。

——在世界上成功研究解决了大容量特高压直流接入系统问题并保证了系统安全稳定运行,充分发挥了±800kV特高压直流输电的输电能力,取得了巨大的经济效益和社会效益。

——建立了世界首个特高压直流技术体系。在特高压直流输电设计无标准规范可循、无工程建设经验可供参考的困难条件下,设计单位在全面总结我国±500kV直流输电工程的设计、施工、运行经验并借鉴国内外工程研究成果的基础上,分析工程设计特点和难点,密切跟踪与工程相关的科研攻关成果,开展了包括±800kV直流系统工程设计、±800kV级换流站设计规范、±800kV架空输电线路设计规范等90余项科研和设计专题研究,取得与设计有关的2项国家标准、6项行业标准、100多项授权专利,并在此基础上完成了工程设计,促进了我国乃至世界电力科技水平的升级进步。

经过十余年的不懈努力,我国全面掌握了特高压核心技术,成为世界首个、也是唯一成功掌握并实际应用特高压这项尖端技术的国家。在展示中国在世界电力工业一流形象的工作中,中国能建特高压设计攻关团队不辱使命。

再获国家科技奖最高荣誉,离不开企业雄厚的技术实力。近年来,中国能建形成了以电力规划设计总院、工程研究院、院士专家工作站、8个博士后科研工作站、3个国家级和43个省级研究机构为主体,66家高新技术企业组成的创新体系。共取得国家科技进步奖44项,其他重大科技成果3300余项,拥有有效专利4000余项,制修订国家标准和行业标准500多项。

作为国家能源建设领域的领军企业,中国能建完成了我国90%以上的电力规划科研、咨询评审、勘察设计和行业标准制定工作,开展了30多个国家和地区的200多项重大工程勘察设计业务。受国家发展改革委、国家能源局委托,以电力规划设计总院和区域、省级电力设计院为平台,完成了国家“十三五”能源规划研究、“十三五”电力规划研究和“一带一路”国家能源规划研究等重大课题。

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