实现高水平科技自立自强,是中国式现代化建设的关键。中国南方电网有限责任公司超高压输电公司(简称“南网超高压公司”)始终将“国之大者”铭于心、践于行,加快实施创新驱动发展的策略,大力推进改革创新,在更高层次、更大范围发挥科学技术创新的引领作用,不断塑造西电东送事业发展新动能新优势,为实现中国式现代化作出贡献。
南网超高压公司前身最早为原水利电力部于1984年成立的华南电网办公室。1990年原能源部撤销华南网办,于1991年成立南方电力联营公司,由中央和广东、广西、云南、贵州四省区合资办电。1997年南方电力联营公司划归原国家电力公司管理,负责建设四省区电网间输电主干网络。1999年改制为国家电力公司南方公司,承担南方区域西电东送战略实施。南方电网公司2002年底成立后,原国家电力公司南方公司随之改组为南网超高压公司。
“建设南方电网第一条直流——±500千伏天广直流的时候,我们引进了成套设备,甚至被逼着引进了国外的‘马桶’,我们尝够了‘卡脖子’的苦滋味。后来,我们一步步艰难前行,终于实现了主设备100%的国产化,直至世界领先。”南网超高压公司创新与数字化部副总经理吕金壮介绍。
多年来,南网超高压公司聚焦世界输电技术制高点,打造了一批享誉全球的名牌工程,创造了多个世界之最、全国之最。依托一个个重大工程技术攻关,率先研发攻克了一批世界先进直流输电技术并成功应用于主网架,实现了从跟随到引领的跨越。云广特高压直流输电示范工程的建成,实现特高压技术在世界上的正式商业应用,标志着我国输变电技术及装备制造达到国际领先水平。海南联网工程是我国首个超高压、长距离、大容量的跨海联网工程,明显提高了海南电网运行的安全稳定性。溪洛渡直流工程在建设中解决了线路穿越重冰区导线选型难题。滇西北直流工程在建设中重点攻克了高海拔、高地震烈度叠加的世界性技术难题。云贵互联直流工程从自主设计到自主调试全过程实现“全国产化”。昆柳龙直流工程在国际上率先攻克了特高压±800千伏混合多端柔性直流输电关键技术,创造了19项世界第一,实现了理论突破、技术创新、装备创造,引领世界特高压技术进入柔性直流新时代。
目前,南网超高压公司运行管理着南方电网“八交十直”西电东送大通道,以及全网唯一的双回500千伏交流海南联网系统,送电能力约5320万千瓦。该公司管理的500千伏及以上换流站21座、变电站20座、串补站7座,合计占全网500千伏及以上变电站点27%;500千伏及以上输电线%。年送电广东广西电量分别占两省区全社会用电量的26%和14%,近三年年售电量稳定在2000亿千瓦时以上,清洁能源占比达到87%,对促进南方五省区经济社会持续健康发展发挥了及其重要的作用,为守护南方五省区蓝天白云、绿水青山做出了重要贡献。
科学技术创新是推动西电东送事业改革发展的“发动机”。南网超高压公司把科技创新作为“头号任务”,以坚持“四个面向”为主线建立全面创新管理体系,深耕直流、海缆以及大规模新能源送出等特色领域,持续推进创新链、产业链深层次地融合,在重大电力装备研制、特高压柔性直流建设等前沿方向积极抢占科技制高点,取得一系列重大突破。
南网超高压公司于2023年年初成功研制出国内首台±800千伏直流高速开关,在关键性能水平上实现对进口产品的超越,整体性能达到国际领先水平,实现了特高压直流高速开关国产化“从0到1”的突破,填补了我国直流高速开关设备系列产业链空白。
“我们的目标是不仅要实现国产化,还要性能更优、更存在竞争力。”南网超高压公司项目攻关小组成员邵震介绍,攻关团队系统分析了目前运行的高速直流开关运行工况,结合后续工程的通用性要求,对新研制的设备结构、尺寸、性能等提出了要求:性能指标全覆盖、现有工程可直接替代、后续工程留有裕度。
就是这样,南网超高压公司聚焦解决“卡脖子”问题,全力打造直流输电领域原创技术策源地。他们发挥央企创新主体作用,围绕直流输电领域原创技术,集中攻克了一批保障电网本质安全的技术难题。高质量完成了特高压柔直穿墙套管、换流变有载分接开关2项国家级攻关任务,成功实现了关键设备国产化替代,攻关成效获得国资委高度认可。在特高压换流站建成世界单套容量最大的静止同步补偿器装置,装置单套容量达150兆乏,全部采用国产IGBT功率器件、直流支撑电容器,首次实现有源滤波功能,投产后有效提升电网动态无功支撑能力。特高压直流输电技术在输送容量和输送距离不断的提高,先进性、可靠性、经济性和环境友好性得到了全面验证,实现了“中国创造”和“中国引领”。
聚焦创造新兴事物的能力提升,加速推动平台、项目、生态的一体化建设与配置。创新平台方面,南网超高压公司牵头筹建了首个国际直流电力系统技术组织——IEEEPES直流电力系统技术委员会,逐步提升我国在直流输电领域的国际话语权与影响力。建成特高压检修试验基地,成为国内唯一同时具备1000千伏交流和±1000千伏直流设备检修、试验和研究能力的特高压技术平台。建成全类型、全路线直流仿真平台,具备自主分析、自主验证和自主实施能力。正加快建设国家发改委授予的“特高压电力技术与新型电工装备基础国家工程研究中心”,持续推动直流输电和海缆输电的技术创新。创新项目方面,牵头完成系列国家863、973重点研发计划,以及国家能源局研究课题和网公司重点科技项目77项。近三年获得中国专利奖2项、省部级奖励7项、行业级奖励39项,包括云南省技术发明特等奖、新疆科学技术进步一等奖、机械工业科学技术一等奖等。创新生态方面,推动公司作为电网企业的唯一代表入选科学家精神教育基地,充分彰显在西电东送事业中形成的新时代央企科学家精神。牵头成立柔性直流专家工作委员会,进一步夯实公司在柔直输电领域的核心竞争力,为公司在行业发挥引领示范和标杆作用打造了一个“新高地”。
聚焦科技成果转化,持续释放科技兴安的综合效能。积极主动应对主网架结构日趋复杂的运行特性,攻克大功率水下机器人设计、带电检测等难题,实现了关键核心技术突破。抓好重大科学技术项目成果的转化应用,企业主导的新一代直流换流阀控制管理系统及应用成果实现了阀控系统完全冗余、国内外芯片兼容、所有板卡不停电在线更换等,大幅度提高了阀控系统可靠性及自主可控水平,达到世界一流水平。直升机三维激光扫描应用于西电东送主网架线年以来累计发现千余处人工无法发现的树障紧急隐患;智能水下机器人研制成功并应用于500千伏海南联网海底电缆检测,填补了行业空白。
实现“双碳”目标,能源是主战场,电力是主力军,新型电力系统则是其中的关键载体。新型电力系统是传统电力系统的跨越升级,具有绿色高效、柔性开放、数字赋能的显著特征。构建以新能源为主体的新型电力系统是一场全方位变革,是极具挑战性、开创性、复杂性的战略性工程。西电东送作为南方电网的立网之本和效益之源,主网架覆盖南方五省区,连接西部能源基地和东部负荷中心,输送的清洁水电占比超过80%,处于能源转型的关键环节,尤其是随着高比例新能源、高比例电力电子设备接入,西电东送资源优化配置继续迈向更大范围、更宽领域、更深层次。
南网超高压公司作为管理运营南方电网主网架的骨干央企,将扛牢主责主业职责使命,坚持在大局下行动,加快数字化转型,在构建以新能源为主体的新型电力系统中,全力打造西电东送主网架成为清洁能源优化配置的枢纽平台、电网安全托底的保障平台、建设数字电网的示范平台、引领输电技术创新的核心平台,确保主通道安全和电力可靠供应,全力支撑新型电力系统建设更安全、可靠、绿色、高效、智能。
“在能源科技自立自强建设队伍中,我们是‘国家队、主力军’,任重道远,责无旁贷,核心技术必须牢牢掌握在自己手里,我们将加快实现高水平的科技自立自强,持续巩固和扩大我国在特高压直流输电技术方面的领头羊,为助力打造国家战略科技力量全力以赴。”面向未来发展,该公司分管科学技术创新工作的副总经理刘相枪壮志满怀。
南网超高压公司将深刻把握新型电力系统带来的机遇和挑战,积极主动在新型电力系统、数字电网等领域进行超前布局,通过数智赋能,把科技、智能、大数据打造成绿色电网的新名片。面向未来发展,针对藏东南直流工程、深远海风电送出等重点工程布局研究,推动解决制约西电东送逐步发展的技术瓶颈,集中优势资源和力量,打造科技强企,努力成为国家战略科技力量和全球能源创新高地。
作为实施国家西电东送工程的骨干企业,南网超高压公司全力落实创新驱动发展的策略,将西电东送作为南方电网科技主阵地和主战场,围绕电网安全经济运行需要,加快攻克重要领域“卡脖子”技术,围绕智能输电系统构建需求,以数字化建设赋能主网架运维及企业管理,推动电网向安全、可靠、绿色、高效、智能转型升级,加快新型电力系统建设,实现直流输电和海缆运维领域高水平科技自立自强。
当前,能源电力产业已进入数字化、绿色化时代,构建以新能源为主的新型电力系统是推动电力清洁低碳发展的必然选择。在构建新型电力系统和新型能源体系、推动经济社会绿色低碳转型中,电网的核心枢纽作用进一步凸显。新能源的间歇性、随机性、波动性对电力系统的安全稳定运行带来重大冲击,特高压柔性直流将成为解决新能源大规模远距离消纳的最优技术路线,全面感知的数字电网技术将推动“源网荷储”各环节深层次地融合,这也客观上需要主网架逐步提升更大范围的资源配置能力,从而满足新能源基地大规模集中开发与跨省区输送,南网超高压公司创新发展和数字化转型将迎来更为广阔的空间。
南网超高压公司充分的利用多端直流输电技术推动海上风电集群大规模电源开发利用、藏东南风光水互补能源基地的开发送出。通过柔性直流互联技术构建同步电网规模合理的柔性互联大电网,支撑南方电网建设“合理分区,柔性互联,安全可靠,开放互济”的主网架,逐步提升新能源大规模接入系统安全稳定水平。同时,提升电网数字化、智能化水平,增强电网适应高比例新能源发展的接纳能力和调节能力,支持南方五省区新能源接入与消纳。
能源电力绿色低碳发展将是“十四五”乃至今后更长一段时间关系人民福祉、关乎民族发展的大计。技术领先、结构先进、数字化赋能的西电东送主网架将为实现能源电力绿色低碳高水平质量的发展作出新的贡献,谱写新的篇章。
南网超高压公司电科院自成立以来,着力解决南方五省区“西电东送”主网架建设和运维过程中的难点问题,坚持跨省区科研合作,支撑南网超高压公司做好应对形势政策分析,积极开拓科学技术创新发展新契机,持续提高科研竞争力。
南网超高压公司电科院合署超高压公司“一院三中心”(电力科学技术研究院、品控技术上的支持中心、机巡作业中心、计量中心),员工平均岁数33.6岁,博士学历15人,硕士学历124人,是南网系统内唯一一家具备直流特色,集电科院、试验所、检修厂、规划研究所等特点于一身的技术单位。该电力科研院全面贯彻落实高水平质量的发展要求,通过丰富和发展直流仿真调试、工厂化检修、物资品控、计量检定等13项业务,全面打造科研攻关能力、设计咨询能力、调试试验能力、检修承修能力、技术上的支持能力等“五大核心能力”。
保持南方电网主网架安全稳定运行关系重大。南网超高压公司电科院以问题为导向,克服直流设备机理分析要求高、其他省级电网交流领域科研成果难以套用、自研成果挂网运行要求高且转化推广困难等特异类难题,聚焦直流输电系统控制、设备运维中发现的隐患缺陷,积极申报实施多项国家863、973重点研发计划,并响应国家在新建工程开展关键设备国产化替代研究的号召,牵头完成±800千伏特高压柔直穿墙套管、换流变有载分接开关等国家级攻关任务,坚持做好特高压检修试验基地等国家级创新平台运行维护工作,开展西藏高海拔试验基地建设前期探索。辛勤付出换得累累硕果。近三年,南网超高压公司电科院获得中国专利奖1项、省部级奖励2项、行业级奖励38项,其他奖项若干。
在谈及关键核心技术攻关时,科研管理部高级经理王奇说:“从直流穿墙套管国产化,到换流变压器分接开关,再到直流高速开关、电容器等技术攻关,我们建立了‘一方案一指引两清单+周盘点、月总结’的立体管控机制,确保主题教育成效体现在加强关键核心技术攻关、实现高水平科技自立自强上,体现在快速推进世界一流能源电力科学研究院建设上”。
南网超高压公司既坚持通过“西电东送”促进云贵等西部地区与广东等东部地区在经济社会持续健康发展等方面缩小差距,又探索西部技术人员到东部交流创新管理经验、东部创新中心带促西部创新中心、鼓励引进高层次人才到西部指导实践等内部人才交流提升机制。南网超高压公司电科院依托所承担的重大科研项目,积极引进高层次人才开展科研实践。增设面向西部技术人员的创新实践岗,扮演西部地区创新联合“主持人”角色,助力南网超高压公司西部地区科研创新持续高水平质量的发展。