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南方电网:云广直流工程自主化光荣绽放背后

作者:中国储能网新闻中心 来源:电气中国 发布时间:2012-10-23 浏览:
     中国储能网讯:作为世界首个±800千伏直流输电工程,云南至广东±800千伏直流输电工程(以下简称“云广直流工程”)如今已成功运营两年零三个月。
 
    这不仅是世界电力工程史上的重大突破,也是我国电网建设史上的又一里程碑事件。更为重要的是,依托这一国家重点工程,越来越多的“中国制造”得以驰骋在这条电力“高速公路”上。
 
    9月19日,在中国机械工业联合会组织召开的云广直流工程设备国产化专项验收会上,经验收委员会认真讨论,一致同意云广直流工程通过设备国产化专项验收,工程综合国产化率达到62.19%,这标志着我国直流输电设备设计制造水平已跃居国际先进行列。
 
    从“西电东送”骨干项目——贵州至广东第二回±500千伏直流输电工程(以下简称“贵广二回工程”)到云广直流工程,作为项目自主化牵头单位的南方电网科学研究院(以下简称“南网科研院”)不仅实现了系统研究、成套设计等的自主化目标,更在此基础上通过产学研相结合,主导开放性集成创新平台,带领国内设备制造企业向“中国装备 装备中国”的国产化理想迈出了坚实一步。
 
    为探寻云广直流工程自主化创新模式,独家采访了南网科研院院长饶宏,听他讲述国内成套设计与设备国产化的发展历程,分享自主化光荣绽放背后的故事与梦想……
 
    集成创新平台
 
    记者:云广直流工程是国家“十一五”建设的重点工程及直流特高压输电自主化示范工程,也是世界首个投入商业运行的特高压直流输电工程。能否请您简单介绍一下自工程2010年6月投运以来的情况以及此次工程设备验收结果。
 
    饶 宏:云广直流工程西起云南省楚雄州禄丰县,东至广东省广州增城市,途经云南、广西、广东三省区,输电距离1373公里。工程额定电压±800千伏,额定容量500万千瓦,静态投资147亿元,动态投资154亿元。工程自运行以来取得了较好的经济效益和社会效益,目前相关设备性能稳定、指标优异。
 
    日前,经反复论证测算,该工程综合国产化率达到62.19%,标志着我国直流输电设备设计制造水平已跃居国际先进行列,掌握了特高压直流输电成套设备的核心技术,并具有自主知识产权;工艺装备和综合试验能力达到了国际领先水平,已形成特高压直流输电设备批量生产能力,为我国直流输电技术的发展奠定了良好基础。
 
    记者:从贵广二回工程到云广直流工程,南网科研院在系统研究和成套设计国产化方面取得了哪些突破?
 
    饶 宏:贵广二回工程是国家首个高压直流输电技术自主化依托工程,工程当时要求综合自主化率达到70%以上。依托这一工程,南网科研院通过组织实施“高压直流输电工程成套设计自主化技术开发与工程实践”项目,在国内首次建立了高压直流系统集成技术体系,实现了系统研究与设计、控制保护系统试验、站系统调试及系统调试自主化目标,实现了成套设计全面自主化,打破了国外技术垄断。
 
    在积累了丰富的设计经验后,我们又参与到世界第一个±800千伏特高压工程,即云广直流工程,而且这一工程对于自主化有了更高的要求。经过艰苦攻关,我们进一步提高了特高压直流系统研究的核心技术自主化能力,全面掌握了系统研究和成套设计能力,实现百分之百国产化,为我国特高压直流输电的设计自主化打下坚实的基础。
 
    记者:能否具体介绍一下南网科研院在系统研究和成套设计的自主化方面做了哪些工作?
 
    饶 宏:在具体操作过程中,南网科研院首先完成了系统研究,包括研究系统需要的设备,设备的参数、电压、功率以及对系统条件进行研究;其次是成套设计,设备制造结束后,我们还需要将设备参数放到实际系统中,经过大量的实验,以检测相关设备性能、参数指标等能否满足工程系统的实际运行需要。最后,也是非常重要的一项工作是对系统进行调试。直流工程有其特殊性,投运前设备性能必须通过调试检验,例如对设备进行满负荷实验。经过调试后,工程才可投入商业运营。此前,这项工作一直都由外方负责,在云广直流工程中则是由南网科研院独立调试完成的。
 
    同时,我们也对关键设备进行监造,与设备企业一起,深入开展了±800 千伏直流工程5 英寸晶闸管元件及换流阀、±800 千伏换流变压器、±800千伏干式平波电抗器等的研究,解决了特高压直流输电、设备制造的一批关键技术和瓶颈,掌握了特高压直流输电及设备的关键技术、研究试验方法,这也为后续直流工程运行和系统研究、工程集成提供了宝贵的经验。我们也由此开创了一个直流输电技术的集成创新平台。
 
    记者:当时是基于怎样的考虑,南方电网公司要建立这样的平台?这样的集成创新模式对设备企业推进国产化又有何切实帮助?
 
    饶 宏:我国设备国产化经过了技术引进、消化、吸收、再创新的过程,但过去对于很多核心技术国内设备厂商往往知其然不知其所以然,缺乏自主判断和分析的能力。通过这样的集成创新的模式,作为项目的技术集成主要承担单位和设计单位的南网科研院会与企业讨论,共同就设备参数、性能以及在运行过程中可能会出现的问题等内容进行深入探讨和分析。
 
    在这个创新模式中,还有一个很重要的环节,就是国家重大科研项目的支撑。2006年底,国家科技部确定将“特高压输变电系统开发与示范”项目列入国家“十一五”科技支撑计划。该项目紧密依托我国开展建设的±800千伏特高压直流示范工程和1000千伏特高压交流示范试验工程,研究成果直接用于工程。其中南方电网公司负责组织承担±800千伏直流输电关键技术研究和关键设备研制共12个课题。
 
    应该说,正是这样的科研项目为日后的直流特高压输电技术奠定了坚实的理论基础,在统一标准的情况下,各设备企业有机会携手攻关,成功研制了平波电抗器、突破了高端变压器、换流阀等关键技术,并顺利做出样机运用到示范工程中。
 
    另外,在这个集成创新平台上,我们还与专家、国内设备企业一起分析研究国外设备进行型式试验时失败的原因,反复探讨技术条件和试验方案等问题。虽然这仅是协同工作的一个点,但我认为却是自主化过程中非常重要的一环,我们在此过程中形成了产、学、研的创新联盟,在互相信任与沟通的基础上共同完善与改进。
 
    记者:在这样的模式下,企业会从以往单打独斗的研发走向企业、机构间的联合创新,这一转变是否困难?
 
    饶 宏:一开始大家对于特高压直流技术都不熟悉、不了解,加之在此之前彼此沟通较少,所以这一模式的形成也需要经过摸索的过程。
 
    但我们始终坚持以设备的集成技术为主线,围绕着核心技术进行探讨,并最终制定了特高压直流输电的功能规范和设备规范,首次编制了具有自主知识产权的特高压直流输电技术标准,共研制国家和行业标准25项,现已发布完成国家标准14项、行业标准2项。
 
    在这个集成创新平台上,我们以工程项目作为依托,以合同为纽带,各方协同作战,共同攻关。现在看来,这样做的效果非常好,在直流输电自主化进程中具有重要意义。
 
    “中国装备 装备中国”任重道远
 
    记者:从贵广二回工程的技术带头人到云广直流工程的技术带头人,相信通过这两个工程,您对于国内设备企业的制造水平也有了全面的认识。您认为,未来国内设备制造企业还需要在哪些方面进行能力的提升?
 
    饶 宏:现阶段,设备企业最主要的任务就是保证批量供货产品的质量和性能指标的稳定性,持续提高国产化水平,这是非常重要的。
 
    从深层次来讲,国内设备企业还应在自主研发能力以及自主化的分析工具、软件、实验手段等方面继续努力,真正掌握设备的电场、磁场、温升、噪音等多方面的性能参数,将创新技术运用到实际生产中,保证产品的可靠性。必须明确的是,惟有设备可靠了,系统才能可靠,工程才能够安全、稳定运行。
 
    因此,未来我们不仅会协助国内优秀的设备企业进行关键设备的研发,也会就设备性能对系统的影响进行深入研究,确保电网安全。
 
    记者:正如您前面所说,这些年国内设备企业经历了技术引进、消化、吸收、再创新的过程,与国外企业的关系也从以往的“学徒”成为了同台竞技的“对手”,您认为相比国际知名设备制造企业,国内企业的优势与劣势是什么?
 
    饶 宏:事实上,近年来国内设备企业的优势非常明显,我们的厂房和工装设备已达到国际先进水平,甚至超过一些世界上大型跨国公司。同时,设备实验能力也较此前有了显著提升。
 
    但必须承认的是,我们存在一些劣势。首先,就是缺乏相应的经验,特别是高端设备的制造经验,其中也包括对于技术工人的培养。其次,虽然我们现在的工装设备非常先进,但很多加工设备还必须依靠国外进口,在一些环节还应该提高自动化水平,这对于设备企业的工艺提升有很大影响。
 
    此外,在工艺设计和产品设计方面我们也仍有很大的提升空间,这也反映出我国装备制造业在应用核心技术方面还需要经历一个过程,我们的企业已逐渐起步,应给予他们充分的信任和时间。
 
    记者:您认为未来的电力工程的发展趋势要求设备企业做出哪些改变?
 
    饶 宏:我想,从卖产品到卖服务的转型是其中一个较为重要的趋势,国内企业现在亟需提高服务意识。
 
    举一个典型的例子,众所周知,GE公司最主要的产品之一是飞机发动机,GE将飞机发动机卖出去以后,会为客户提供全面的优质服务,就如汽车领域的4S店一样。更有意思的是,当飞机发动机卖给飞机制造商以后,GE会从后者处租赁飞机,转而租给航空公司。这样,GE就从产品领域延伸至服务领域,并获取了高额利润。
 
    现在很多国际跨国公司也纷纷开始关注其服务业务,认为这是未来新的业务增长点,在此方面国内企业做得还远远不够。理想的状况是当企业卖出一台设备给业主,他需要提醒业主什么时间应该做什么类型的设备检查,应该进行哪些设备维护以及提供维护所需要的工具与流程。
 
    一种设备在不同的工程中很可能会遇到相同的技术问题,如果设备企业可以主动、有效地解决这些问题,也会获得更好的利润和成长空间。目前,南方电网公司也开始注意这方面的工作,并且在今后会将设备的服务要求补充到合同中,希望其成为企业责任的一部分。
 
    开放平台共促电网安全
 
    记者:此前,印度发生了大面积停电事故,这场世界电力史上影响人口最多的停电事故也引起了各国对于电网安全的讨论。您如何看待这一停电事故的原因?
 
    饶 宏:印度大停电事件实际上暴露了各种问题,重要线路上出现的问题引发了线路故障,加之调度、处理不及时,缺乏相应的应急预案,使得另外的系统又因过载而停止运行,导致了停电事故的进一步蔓延。
 
    中国电网建设同样应该吸取这样的经验教训,防止出现类似问题。未来在对电网安全研究的过程中,我们不仅要关注系统,更要关注设备安全问题。
 
    例如,南方电网公司一直高度关注开关设备拒动问题,因为一旦系统出现问题,倘若开关拒动,很可能会对电网安全稳定运行产生巨大的影响。防止由于设备故障造成电网事故的扩大化,也是设备制造单位、设计单位、科研院所加强对设备深入研究的重要原因。
 
    记者:近年来,国内直流输电逐渐受到业界的重视并得到了较快的发展。目前,有观点认为,未来的输配电网和分布式电网将逐步向以直流为主的运行模式方向发展。对此,您如何看待?
 
    饶 宏:应该看到,未来中国经济还将持续发展,用电需求也在不断增加,但我国能源资源总体呈现西富东贫,能源消费呈东多西少的局面,大量的能源将被送到负荷中心,在这种情况下,直流输电作为点对网的送电模式是有其优势的,能够解决大规模输电的问题,性价比高。
 
    记者:在“十二五”阶段,南方电网将如何促进直流技术的运用并推动设备企业的技术进步?
 
    饶 宏:我们致力于将南方电网打造成为更加开放、合作的平台,与国内研究院所、高校以及设备企业共同推动整个行业的发展。
 
    此前,为解决大电网安全稳定运行、科研试验和工程建设中的重大技术问题,以南方电网公司为依托单位、清华大学为合作共建单位,双方共同在昆明建设了高海拔特高压试验研究基地。作为首批国家工程实验室之一,该研究基地填补了我国在高海拔、强紫外线实际环境下特高压工程试验研究的空白;作为一个开放的平台,我们欢迎企业和高校来到实验室进行试验,不仅如此,南方电网公司还每年拿出一部分开放基金,资助部分高校在实验室进行课题研究及试验。
 
    今后,不论是系统设计还是设备研发,都需要将工作做得更加深入、细致,不断提高自主化水平。我们要让国产设备、技术真正走向世界,惟有参与世界竞争,才能证明自主化的设备及技术是真正成熟的,也才能真正实现创新技术的批量化、市场化和商业化。未来,我们也希望国家能够出台相关政策,鼓励成套设计技术与设备制造技术打捆,一起“走出去”。
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关键字:南方电网 直流 工程

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