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【光明答卷】憶昔崢嶸歲月稠

2021-07-03

云貴互聯通道工程線路遠眺。南網傳媒全媒體記者 李志杰 攝

2017年6月,廣東電網公司珠海供電局供電人員在500千伏國安變電站開展電容器組消缺工作。莫默 攝

2016年1月,貴州六盤水220千伏水城變電站使用固定式直流融冰裝置開展融冰工作。詹曉東 攝

廣西電網公司柳州供電局創客團隊討論新型拉線制作工具的改良方案。鄒振遠 攝

南網科研院仿真實驗室。許建軍 攝

2017年8月,臺風“天鴿”過后,廣東電網機巡作業中心迅速組織多種機型開展勘災工作。蒙華偉 郭啟迪 攝

1938年,“湘黔滇旅行團”徒步跨越三省,穿過西南腹地。貴州叢林復雜,為了躲避土匪,這群學生學會沿著電線桿找路。如果他們從那時穿越而來,將會迷失于鐵塔的數學方陣——電線桿早已不是舊時的杉木、檜木,山間聳立的鐵塔有的高達百米,高于身邊的森林樹木。連著鐵塔的銀線穿越山河故地,為城市、農村提供著源源不斷且可靠的電能。

這一切卻是從近乎于零開始。新中國成立時,除上海電網、京津唐電網和東北電網外,裝機容量在1萬千瓦以上的地區電網和城市電網僅有十幾個。其中廣東廣州電網裝機容量為4.9萬千瓦,主變壓器最高等級為13.2千伏。在這樣的基礎上,截至2020年底,南方電網總裝機容量達3.5億千瓦,110千伏及以上變電容量11.2億千伏安,輸電線路總長度24.8萬公里。

建成并掌控如此復雜、駕馭難度大的大電網,離不開南方電網公司一步一步掌握的超(特)高壓直流輸電、柔性直流輸電、大電網安全穩定運行與控制、電網節能經濟運行等系列核心技術。技術的掌握,依靠的是一代又一代南網人自力更生、艱苦奮斗、一往無前的信念與實際行動。

奮斗:從無到有,不讓別人“卡脖子”

1962年,新豐江水電廠至廣州輸變電線路建設現場,廣東省電力設計研究院原院長黃威帶著設計人員在工地附近采石頭、打石子,一打就是兩個月。

原來,建鐵塔需要的鋼材太緊缺,黃威等設計人員就用水泥桿代替鐵塔,設計出的220千伏線路水泥桿“像大樓鋼筋水泥柱一樣粗”。為了節省澆筑桿的材料費,缺錢缺物的電力人只能自己上。

許許多多老一輩的技術人員都有過這樣埋線桿、建鐵塔的經歷。中國工程院院士、南方電網公司專家委員會名譽主任委員李立浧分享了他早年的從業經歷:清華大學畢業后,李立浧被分配到最艱苦的西北,跟著工人一起從建設一根根電線桿、一基基鐵塔開始自己的科研生涯。在日復一日的工作中,他們找尋技術與工程建設的切入點,讓工作變得更容易一些,讓建設者變得更輕松些,以前6個人干的活,經過技術創新,4個人就能干。在這樣的磨煉中,一批技術人員逐漸脫穎而出。

當更大的機會來臨時,他們做到了消化吸收國外先進技術,開發應用了一批電力領域的重大關鍵共性技術,使得重大技術裝備自主開發能力、國產化水平以及綜合工程化能力明顯提高。

但是,機會與成功不是同一天到來的。從早年的向蘇聯學習技術,到技術、設備引自歐美,中國人電力技術的摸索之路從來都伴隨著“一定要自己掌握核心技術”的信念。因為引進是手段,自己掌握才是目的。

1986年5月,廣東東莞500千伏沙角—江門輸變電工程現場,除了中國的建設者,還有許多美國人、意大利人。這段全長97.6公里的輸電線路,經過招標,由美國的柏克德公司總承包,意大利薩依公司設計和提供器材,他們負責技術、鐵塔和導線、金具等設備材料加工制造,以及現場質監,施工也在外國人管理下進行。在這個現場,廣東輸變電人除“師帶徒”的傳承外,也學會了工程現場的標準化管理。

1998年12月,天生橋至廣州±500千伏直流輸電工程(簡稱“天廣直流工程”)由德國西門子公司總承包,所有技術、設備都由他們來安排。建設現場,南方電網公司的技術人員白天跟著德國的技術專家看安裝調試、聽系統知識講解。下班了,就在沒有互聯網、沒有圖書館的天生橋換流站里自學。他們對著國外技術專家給的成千上萬頁英文技術資料,比著辭典一行行翻譯成中文。

年輕氣盛的技術人員一方面懷抱著把技術學到手的心氣,一方面也絕不自怨自艾,而是奮起直追。2005年開工的貴州至廣東第二回±500千伏直流工程(簡稱“貴廣二回直流工程”)成為國家確定的首個直流自主化依托工程,要求“以我為主、聯合設計、自主生產”,綜合自主化率達到70%以上。

在這個工程中,超高壓公司作為西電東送主網架的工程建設管理單位,負責整個工程的技術引進、組織和協調等工作;南方電網公司專門組建技術研究中心(后在此基礎上成立南網科研院),承擔了系統研究、成套設計、試驗和系統調試等自主化核心工作,探索了一條具有南方電網特色的自主化工作模式。

依托這個工程,我國取得了設備國產化重要突破,換流站首次裝上了“中國心”(中國人自己研發的首臺直流低端換流變壓器)。在工程調試現場,中國的技術人員再也不是德國人口中的“無關人員”,大家把“主場”搶了回來。

現在,南方電網公司已建成并運行世界首個±800千伏特高壓直流輸電工程、世界首個±800千伏特高壓多端柔性直流示范工程,南方電網公司在特高壓輸電領域已處于世界領先水平。從無到有,奮斗至今,南網人從未停下腳步。他們依托國家重點工程,不斷掃清特高壓輸電領域中的“盲點”,在關鍵電力設備、核心部件領域繼續突破。

敢為:勇闖“無人區”,搶占科技前沿

從利用外國技術到與其同步再到部分領域領先,這是過去幾十年里中國電力技術發展之路。但是如果一直沿用這個思路,那么我們的創新將在思維上永遠跟跑。因此,必須敢闖敢試,勇闖“無人區”,自主解決電網技術領域中的新問題,奮勇搶占前沿科技制高點。

1989年底,深圳供電局500千伏輸變電工程指揮部,現任該局項目管理中心中級項目經理的周建宏全程參與了500千伏深圳變電站籌備和建設工作。他仍記得:“當時,500千伏輸電線路走廊都是高山密林,沒有人進去過,我們要在山頂立起鐵塔,塔材、砂石、水泥要靠人肩挑手扛以及用馬馱上去?!?/p>

如今,無人機在半空盤旋,機器人在隧道穿梭,三維傾斜攝影、繪制設備健康指數表、X光檢測技術等“黑科技”層出不窮。在這個“人工智能”的時代,南網人抓住了機遇。

不少南網人記得,2008年抗冰時,還要四處打電話了解災情,調集搶修物資和隊伍;如今,通過應急指揮平臺信息系統,電網運行、設備受損、影響用戶、應急資源等信息,可以隨時調出來展示在電子屏幕上。先進的信息系統改變了舊有的作業方式。

隨著電網規模的不斷擴大,生產設備不斷增長與人員逐步減少之間的矛盾日益突出,智能技術在電力生產領域開始得到推廣。以機器人技術為例,在南方電網公司,可以看到輸電線路無人機、機器人巡視,變電站機器人巡視、檢修、操作,機器人帶電作業、救災應急、檢測試驗輔助等。與之相匹配的,則是模式識別、物聯網、智能監測、云計算、大數據分析、智能安防等技術與現有電力生產運維管理的疊加。

從人的本性看,遵循舊有的技術路線總是更便捷。但是當自己也跑到了前臺,發現無經驗可遵循時,就必須動用新的力量實現完全的自主創新,這需要技術人員不斷突破自我?!安荒芤驗橥鈬鴽]有,我們就不能搞、不敢搞”不再是驚人之語,大家不再仔細對比何為國內何為國外,而是沉著于用現有技術解決電網面對的新問題;不去仔細計算何為“無人區”何為“世界第一”,因為處處都是新領域。

2016年初,廣東電網公司機巡團隊首次將固定翼無人機引入粵北作業,讓固定翼在線路上方200米高度沿線路左右往返飛行,飛回來的照片可以看到下面是否有吊車作業、外力施工。但200米的高度對設備細節、本體的缺陷根本看不清。如果通過測繪行業成熟軟件,可以恢復樹冠坐標,卻無法還原輸電線路桿塔、導線坐標。最后,機巡團隊依托測繪行業最新算法以及對線路設計導線方程的技術儲備,進行了一系列的技術攻關,成功建立導線三維模型。問題解決,機巡團隊闖關成功。

除了持續關注能源領域的創新型、前瞻性技術外,南方電網公司也在時刻關注著其他行業的顛覆性技術將給電網帶來怎樣深刻的改變。一窮二白時做技術,更關注于從無到有;當外部技術瞬息萬變時,更應系統謀劃重點技術布局。未來,南方電網公司將依托重大科研團隊和聯合實驗室,持續關注行業共性技術熱點和公司重大技術需求,比如“5G+數字電網”、芯片化保護、工業互聯網等方面專題規劃,在超導、大容量儲能、遠海風電柔性直流送出、波浪能等領域持續投入技術力量,搶占前沿科技的制高點。

突破:創新已成為企業基因

科技發展與經濟實力相輔相成??茖W技術是第一生產力,反過來,科學技術的發展、創新能力的提升離不開強大的物質技術基礎與人才培養。在南方電網公司,企業在科研方面的支出逐年提升,不斷在創新體制機制上發力,為全員創新提供優質平臺,最大限度釋放創新活力。

上世紀80年代的調度屏幕,猶如一塊“大拼圖”:所有的線路、斷路器都是畫好的,然后一小塊一小塊貼上去。如果有新建或調整的接線,再讓廠家做好新的板塊替換舊的。再往前則是黑板上用粉筆畫下的接線圖。人工計算、算盤再到后來的電腦,工具越來越先進。

廣西電網公司退休員工孟菊芳回憶,當時“整個辦公室才一臺電腦,還不具備計算功能”。有一次,碰到計算機無法計算的問題,孟菊芳帶著兩位同事專程坐著綠皮火車到廣東電網電力調度中心求助?!皬V東是改革開放前沿,經濟社會發展水平比我們高,他們的調度中心買了更強大的計算機,算起來快得多?!?/p>

現在的電力調度中心,鼠標輕擊,彈指間,通過AI負荷預測模型,就能夠迅速生成一條電網負荷曲線?!?018年基于深度學習算法的負荷預測結果與年方式對比分析》報告表明,2018年,廣東年度最高統調負荷通過深度學習預測的準確率接近99%,超過傳統人工預測的準確率。

隨著可再生能源占比提升以及未來各類新型終端的布局,電網將從上千個站點接入變為上百萬甚至更多站點接入,原有信息系統無法支撐如此海量的數據訪問,必須依托于云計算的強大算力提升計算速度,并實現橫向拓展存儲能力以節約系統建設成本。

這背后不僅需要技術能力的提升,更有賴于經濟實力的躍升。實驗室最能體現這一點。特高壓技術是一門實驗科學,以前要做實驗只能租借瑞典、加拿大等國的實驗室,現在南方電網公司與西電東送相關的重大工程均可以在南方電網仿真實驗室完成實驗。這個實驗室構建了南方電網的一個全息鏡像,能夠模擬南方電網這個世界上最復雜的交直流混聯電網。

目前,南方電網公司已擁有包括直流輸電技術國家重點實驗室在內的國家級、省部級重點實驗室20個。未來,南方電網公司還將聚焦公司“十四五”科技創新十大重點研發方向,建設16個聯合實驗室,加大在經費、項目、團隊、平臺等方面的統籌協同力度。

此外,南方電網公司還致力于強化科技創新與體制機制“雙輪驅動”,破除影響和制約科技核心競爭力提升的體制機制障礙,梳理打通創新工作流程的阻點、痛點,促進人、財、物等要素在公司內有序流動,確保公司“揭榜掛帥”、科技成果轉化孵化、員工離崗創業等科研體制機制改革工作取得實質性突破。

老一輩電力人勇于奮斗、敢闖敢試,為我們新一代電力人取得了與世界上掌握先進電力技術的國家并跑甚至領跑的資格;新一輩科研人員將創新內化為日常行動,為中華民族偉大復興繼續貢獻電網人的力量。

南網傳媒全媒體記者 劉杰 通訊員 黃鯤 韓夢圓 毛雨賢 王春山 王宇 朱玉 楊晶晶 周慧

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來源:南方電網公司