坚持核心技术创新攻关，引领特高压直流产业升级

坚持核心技术创新攻关，引领特高压直流产业升级

 

特高压直流技术是中国技术走向世界的亮丽名片，是践行“四个革命、一个合作”能源安全新战略和坚持“四个面向”加快科技创新的重要载体。国家能源特高压直流工程成套设计研发（实验）中心是国家能源局首批设立的16个国家能源研发（实验）中心之一，依托于国网经济技术研究院，在电力行业前沿技术领域研究中具备独特优势。当前第四次工业革命已经到来，电力企业责任与机遇同在。国网经济技术研究院作为担纲我国电力工业领域特别是特高压直流输电领域重大科技创新任务的重量级标准机构，在标准化方面取得了哪些创新和成效？日前，《中国标准化》记者采访了国网经济技术研究院院长、“国家能源特高压直流工程成套设计研发（实验）中心”主任潘尔生，请他重点对国家能源特高压直流工程成套设计研发中心的标准化经验和体会作出分享。 

 

记者：作为国家能源局首批设立的16个国家能源研发（实验）中心之一，国家能源特高压直流工程成套设计研发中心拥有怎样的功能定位？主要的科研攻关方向是什么？

潘尔生：国家能源特高压直流工程成套设计研发（实验）中心以我国特高压直流工程建设和国际能源发展重大需求为导向，面向当今电网科技前沿领域，开展特高压直流输电技术的基础、应用及前瞻性研究，涉及高效输变电、清洁能源外送消纳、电气装备国产化等能源重点发展方向。研发中心积极承担国家和国家电网有限公司重大工程和科研任务，形成具有原始创新性和自主知识产权的重大科研成果，对构建我国能源科技支撑体系，满足创新型国家建  设和能源结构优化升级的战略需要，以及能源技术装备市场需求具有深远意义。

研发中心是我国直流成套设计国产化的先行者和直流技术创新基地，主要从事特高压直流及柔性直流输电工程的成套设计及研发工作，提供直流系统整体技术方案的定制化研究与设计、直流工程前期论证、招评标及实施、调试及运行等全过程技术支撑，业务范围覆盖设计咨询、建模仿真分析、控制保护系统联合调试及直流系统整体性能校验、新能源接入评估、已投运直流工程运维技术支持、运行人员培训等各方面，开展特高压直流输电、柔性直流输电、混联直流输电、海上风电经柔性直流送出、大规模新能源外送消纳、新型直流装备等研究，编制直流输电领域各类技术标准及规范。

研发中心贯彻落实习近平总书记提出的“四个革命、一个合作”能源安全新战略，立足直流输电技术优势和丰富工程经验，积极围绕直流输电领域核心问题，持续开展科技攻关，以服务新时代特高压输电升级版样板工程建设、支撑新能源高效送出、推动我国直流装备性能提升、引领直流技术标准化为目标，为构建安全高效的能源互联网做出了巨大贡献。 

 

记者：国家能源特高压直流成套设计研发中心在电力科研前沿领域中具备哪些独特的资源或竞争优势？ 

潘尔生：国家能源特高压直流工程成套设计研发中心是国家电网公司唯一具备直流成套设计能力的单位，掌握最先进的直流输电技术研发手段，拥有高素质直流输电技术研发团队，具备一流的软硬件设施以及国际领先的研发实力，在特高压直流工程成套设计与科技创新方面具有独特竞争优势。伴随着特高压直流和柔性直流输电技术的快速发展，研发中心始终坚持自主创新，已完全掌握特高压直流和柔性直流成套设计核心技术，大力推动首台套设备工程应用，创造多项世界第一，完成30余项国内外直流工程成套设计及控制保护联调试验，极大推进了直流技术和装备国产化进程，引领世界直流输电技术跨越式发展。

为适应直流快速发展趋势，满足直流新技术研发迫切需求，研发中心持续加强基础设施和试验平台建设投入力度，现拥有占地近3000平米实验室，28个组件RTDS、1套RT-LAB实时数字仿真器，8套涵盖国内外典型技术路线的直流控制保护仿真系统，多类型新能源控制器，以及高精度功率放大器等，可同时开展4回特高压直流及7端柔性直流工程联调试验。结合不同技术特点的直流工程建设经验，研发中心自主开发了功能完善的特高压直流和柔性直流成套设计平台，整合了主回路计算、绝缘配合设计、换流站阀厅设计等核心功能模块，可全方位服务直流输电工程科研、建设及运行，为促进直流技术创新突破提供了有力保障。

通过工程实践和制度建设，研发中心培养打造了一支结构合理、技术过硬的人才队伍。目前，研发中心拥有专职研究人员52人，其中具有博士学位22人，新世纪百千万人才工程国家级人选1人，享受国务院政府特殊津贴1人，中国电力优秀青年科技人才2人，国家电网公司优秀专家人才4人，国家电网公司杰出青年岗位能手2人。“±1100kV特高压直流输电工程成套设计攻关团队”获评国家电网公司优秀攻关团队，“柔性直流技术攻关团队”获评国家电网公司优秀班组。这些优秀人才和高水平研发队伍为技术创新和科技进步打下了坚实基础。 

 

记者：国家能源特高压直流成套设计研发中心在直流技术科研创新方面取得了哪些成绩？

潘尔生：直流工程成套设计技术作为电力工程领域的尖端技术，早年仅掌握在少数国际巨头公司手中，且被外方严格封锁。但研发中心秉承安全、可靠、经济的设计理念，坚持理论基础研究与工程实践相结合，突破多重技术封锁，完全掌握了特高压直流与柔性直流成套设计核心技术，并取得了诸多世界领先的科技成果，先后获得国家科技进步奖4项，省部级及行业级科技进步奖数十项。

研发中心始终聚焦适应能源变革的电网新技术，依托重点工程开展技术攻关，在远距离大容量特高压直流、大容量高可靠性柔性直流等先进输电技术以及核心装备全自主可控方面均取得了重要进展。将特高压直流工程输送容量从640万提升至1200万千瓦，直流电压从±800千伏提升至±1100千伏，输送距离达3000公里以上，攻克了受端分层接入交流电网关键技术。完成了柔性直流输电技术向高电压、大容量，多主接线形式、多应用场景的跨越，首次构建超大规模硬件在环实时仿真平台，创新提出源-直-网协同优化控制体系，保障了重大科技试验示范工程顺利实施。

研发中心始终瞄准直流技术发展前沿，以促进能源产业转型升级为导向，以构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系为目标，开展服务清洁能源送出的直流关键技术攻关，在大规模水电经混联直流送出、新能源与柔直互联系统稳定性提升、高比例可再生能源并网传输及多能互补、远海风电经柔直系统送出等方面取得重大突破，创新推动直流输电技术在现代能源体系中的广泛应用。研发中心着眼提升直流系统性能的核心设备研究，持续开展换流变压器、特高压套管、分接开关等“卡脖子”设备技术攻关，推进新型IGCT、有源滤波器、可控避雷器等直流新装备研发，带动了我国电工装备产业发展。

 

记者：依托直流输电技术的工程实践和科研创新成果，国家能源特高压直流成套设计研发中心在直流技术标准化方面做了哪些贡献？

潘尔生：研发中心作为国内最重要的直流工程成套设计单位，承担了国家电网公司±800千伏、±1100千伏特高压直流工程，舟山、厦门、渝鄂、张北等柔性直流输电工程，以及巴西美丽山二期、巴基斯坦默拉、土耳其凡城背靠背等国际直流工程的成套设计工作。在长期开展国内外直流工程成套设计工作和坚持直流输电核心技术科研攻关的基础上，通过总结提炼和自主创新推动工程与科研技术成果的标准转化。作为国家首批科技成果转化为技术标准试点项目参与方，研发中心构建开放共享、多方参与、产学研用协同的直流技术标准创新环境，积极参与直流领域标准相关工作，制定发布国际标准、国家标准、行业标准等各类技术标准共计40余项，在直流输电标准化和标准创新方面取得了显著成绩。

近10年来，我国直流输电技术快速发展，逐渐形成了标准化的技术序列。但是，送端电源类型多样化、接入交流系统电压等级提升、输电技术路线和应用场景多元化发展，对直流成套设计和标准化工作提出了更高的要求。研发中心面对诸多新挑战，从不间断对技术突破与革新的探索。通过将科技创新成果应用于工程实践，形成了针对直流新技术、新设备的多系列技术规范书，为相关技术标准编制提供了重要的参考范本。研发中心依托自身成熟的直流工程成套设计与科研创新体系，推动了我国整个直流输电行业标准化的发展。

 

 

记者：特高压技术是中国技术走向世界的亮丽名片。国家能源特高压直流成套设计研发中心在推动“中国标准”走出国门，参与国际直流标准化工作方面付出了哪些努力，取得了怎样的成就？

潘尔生： 随着海外市场的不断拓展和国际工程参与程度的不断加深，推动标准国际化已成为研发中心扩大国际业务范围，助力“一带一路”建设的有力抓手。研发中心始终贯彻国际化理念，通过强化国际标准化战略布局，在中国标准“走出去”、抢占国际标准化工作战略制高点、重点领域国际标准制定等方面实现重大突破。

研发中心充分发挥在国际直流领域的领军作用，在为巴西、巴基斯坦、菲律宾等海外多国新建直流工程提供咨询服务的过程中，将我国直流技术标准融入成套设计、控制保护联合调试、现场系统调试、工程试运行等各个环节，推动了“中国标准”随直流技术与装备一体化出海，成为我国向世界展示的一张“新名片”。

研发中心在国际标准委员会和工作组积极贡献力量，针对性开展国际标准化需求分析，制定高压直流输电技术委员会（IEC TC115）标准路线图，召集并组织高压直流输电系统性能联合工作组（JMT3）及高压直流换流站系统设计导则工作组（WG5）开展工作，在直流技术领域和国际标准化工作中的话语权进一步提升。研发中心积极主导国际标准的编制和修订。2018年以来，国网经研院主导发布了《高压直流换流站系统设计导则（IEC TR 63127）、《交流特高压变电站设计（IEC TS63042-201）》、《交流架空输电线路设计技术导则（IEEE Std 1863）》3项国际标准。其中，研发中心主导编制的《高压直流换流站系统设计导则（IEC TR 63127）》是我国主导的首个IEC高压直流系统设计国际标准，主导发起的我国首个柔性直流输电国际标准立项提案已通过IEC工作组审议。标准的制定为全球特高压直流工程设计提供了标准依据和技术保障，增强了我国在特高压直流输电国际标准制定方面的影响力，对带动特高压输电技术和标准加快走出国门具有重要意义。

 

 

记者：2020年“世界标准日”的主题是“标准保护地球”，您能结合这个主题，就我们国家能源特高压直流成套设计研发中心的相关工作，谈谈我们在这方面的经验体会吗？结合研发中心标准化工作的战略定位和工作重点，未来几年乃至更长一段时间内我们要做好哪几件事？

潘尔生：每年的10月14日，国际电工委员会IEC、国际标准化组织ISO和国际电信联盟ITU都会联合庆祝世界标准日。今年世界标准日的主题是“标准保护地球”，倡导用国际标准作为可靠的解决方案，在全世界的发达国家和发展中国家广泛共享专业知识与技能，从而解决非再生能源、环境污染问题等全球性问题。

直流输电技术在促进新能源开发利用和环境保护方面发挥了至关重要的作用。由研发中心承担成套设计的特高压直流工程中，晋北-江苏、锡盟-泰州、上海庙-山东等工程被列为我国大气污染防治行动计划重点输电通道，与酒泉-湖南、扎鲁特-青州等特高压直流工程共同促进了能源基地集约化开发和西北地区清洁能源外送，推动了我国能源转型和绿色发展。我国首个专为输送清洁能源建设的青海-河南特高压直流工程，每年可输送400亿千瓦时清洁能源，有效减少环境污染。张北可再生能源柔性直流电网试验示范工程于今年的6月29日正式投运，可实现大规模可再生能源的多点汇集和灵活消纳，将张北地区随机、波动的风电、光伏资源转化为稳定输出的绿色电能，实现北京冬奥会场馆100%清洁能源供电。依托自主化的特高压直流和柔性直流输电技术，研发中心可进一步将清洁能源开发利用的“中国方案”以标准化的形式分享给全世界，共同保护地球家园。

未来几年，研发中心将持续开展直流新技术研究，提升特高压直流的可靠性和可用率，推动特高压直流技术创新升级，构建全场景的柔性直流技术体系，服务新能源接入和海上风电送出，加强研发中心能力建设，扩大实验室开放共享，主动对接国际市场，深入推进成果转化和标准落地，打造具有中国特色国际领先的直流技术咨询机构。