十年磨一劍 自架“電力高速路”

直流輸電自主創新帶來滾滾效益，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值11元計算，可支撐生產總值增加19107億元；按照廣東目前供電煤耗332克/千瓦時的標準計算，減少煤耗5762萬噸標準煤，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，南方電網公司“高壓直流輸電工程成套設計自主化技術開發與工程實踐”作為動力與電氣專業組的項目獲得國家科技進步獎一等獎。消息傳來，南方電網上下一片振奮：“太好了，這是對我們多年來實施西電東送科技創新的認可啊！”

作為關系國家能源安全、國民經濟命脈和國計民生的國有骨干企業，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月開工建設的“兩渡工程”，短短五六年，由南方電網公司自主研發的高壓直流輸電技術日趨完善、更臻成熟，成為打破國外技術壟斷、促進“西電東送”戰略實施、實現我國電網跨越式發展的“高速路”。

正如南方電網公司董事長趙建國在“中國工程科技論壇——電力發展論壇暨直流輸電技術研討會”上所說：“一直以來，南方電網公司大力實施科技興網戰略，著力提高科技創新能力。我們明確公司的核心技術是電網安全穩定與控制技術、電網經濟運營技術與設備集成應用技術，并取得了系列重大突破。”

弄懂“黑匣子”，填補國內空白

高壓直流輸電技術主要應用于遠距離、大容量輸電，具有線路投資少、調節快速、運行可靠等優點，適用于我國能源與經濟發展東西逆向分布的區域。但是在2004年以前，由于技術不成熟，眾多大型直流輸電工程都由國外承包壟斷，關鍵技術一直無法實現國產化。

中方當時頂多學會了寫招標書，而工程系統研究、成套設計，還有換流閥和控制保護等關鍵設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參數，選什么樣的設備等等，這些技術都掌握在外國人手中。

為了全面掌握直流輸電核心技術，打破國外企業的技術封鎖，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，并提出國產化比例達70%，其中成套設計要達到100%。

挑戰前所未有！南方電網公司把這一沉甸甸的重擔接了過來，并承諾“有足夠的信心完成此項任務。”當年，南方電網科學研究院（時稱南方電網技術研究中心）應時而生，牽頭組織國內研究機構、高校、設計和制造企業的研發資源，共同組成自主創新團隊，開始了攻堅克難的征程。

在工程實施過程中，南方電網副總工程師、南網科學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。”然而，工程實施中遇到的難題是始料未及！研究中發現，發電機組的大軸與直流輸電系統產生“次同步震蕩”不僅造成系統不穩定，而且發電機組的大軸將會扭曲。經過分析研究，采取保護措施，在國內首次解決了直流次同步震蕩的工程難題。

工程建設的前提是進行系統設計，而一套使用方便、功能強大的設計軟件將大大提高設計效率。但當時跨國公司提供的設計軟件都是“黑匣子”，只能進行一些簡單的數據輸入或輸出，計算方法不得而知，更不能做參數調整。在年輕博士黃瑩的帶領下，研發團隊成功開發出擁有自主產權的“高壓直流輸電基本設計軟件包”，填補了國內空白。

就這樣一步一個腳印，到2007年貴廣二回工程建成投運時，南方電網實現了成套設計的全面自主化。整個工程投資79億元，比由外方承擔節省1億元。國內電工設備制造水平也由此上了一個臺階，大部分設備制造實現了國產化。整個工程的綜合自主化率達到70%以上。

工程招標現場，看不到外國設備商的身影

創新的步伐并未就此停下。南方電網開始向難度更高的特高壓直流輸電技術挑戰。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。從系統研究、成套設計，到工程設計、設備制造，再到現場施工，一路過關斬將。

但是在投運前的調試階段，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。從常規直流500千伏升到650千伏還算順利，但當升到700千伏時，電壓開始劇烈波動，再也升不上去。

按照工程的時間節點控制，第二天電壓必須升至800千伏。當晚，技術帶頭人、南網科研院副院長饒宏召集現場指揮洪潮、副指揮李巖以及現場調試技術骨干楊煜、黃立濱等立即組成臨時攻關小組，徹夜排查，初步確定是廠家軟件設計出了問題。通過分析對比后，小組提出了不同的技術思路，最終確定了利用極線電壓平均值方案，開始新的試驗。經過徹夜的努力，當東方初露魚肚白時，直流電壓終于穩穩地升至800千伏。

回想起云廣直流工程建設過程，南方電網副總經理王良友頗為自豪，這次工程是中外聯合研究開發，中方掌握核心技術，以中方為主制造設備。工程招標現場，幾乎看不到外國設備商的身影。

回顧我國長距離直流輸電工程自主化進程，可以欣喜地發現：23年前投運的葛（葛洲壩）上（上海）±500千伏120萬千瓦直流工程，招標規范書、系統研究、成套設計，外商的身影頻繁出現。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，從西方技術封鎖變成完全擁有自主知識產權，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，各項技術指標與研究結論完全相符。這表明我國已掌握了特高壓直流系統集成和整體解決方案，并在特高壓直流的研究、設計、設備制造和建設管理等各個方面達到國際先進水平。

帶動國內企業“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。

擁有自主知識產權，不僅降低了施工建設成本，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走出去。在攻克這一技術時，南方電網牽頭組織提供了一個開放的平臺，將變壓器、控制保護器等企業組織到了一起，共同研究。當技術路線確定下來后，通過參與南方電網主導的高壓直流輸電工程建設，我國主要設備廠家具備了研發和制造高壓直流關鍵設備的能力。現在這些企業不但能為國內供貨，還能參與國際競爭。比如沈陽變壓器廠因為為南網生產了特高壓控制片，現在已經在印度設廠，并且還參加印度的特高壓建設投標。這在以前都是不敢想象的。

項目的成功經驗，主要是南方電網提供了一片科技創新的“晴空”。南方電網歷來重視科技創新，成立了以總經理鐘俊為組長的科技創新工作領導小組，建立了科技創新工作的長效發展機制。“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%。

創新也為南方電網落實國家“西電東送”戰略提供了技術支撐。南方電網目前已形成“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。

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，助力南方電網科技創新工作揚帆踏浪再上征程……

經濟日報 作者：龐彩霞 　

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