南方电网自主架设“电力高速路”

　　
　　在“茶马古道”上的云南普洱市，12月2日，糯扎渡电站和溪洛渡右岸电站送电广东的输电工程正式开工建设。“两渡工程”采用的是我国最先进的高压直流输电技术，将跨越千余公里把云南清洁的水电送往珠三角用电中心。

　　从4年前投运的我国第一个高压直流输电自主化示范工程“正负500千伏贵州至广东二回工程”，到1年前投运的世界第一个特高压直流输电自主化示范工程“正负800千伏云南至广东直流工程”，再到“两渡工程”，弹指五六年，由南方电网公司自主研发的高压直流输电技术日趋完善、更臻成熟，成为打破国外技术垄断、促进“西电东送”战略实施、实现我国电网跨越式发展的“高速路”。

　　高压直流输电技术主要应用于远距离、大容量输电，具有线路投资少、调节快速、运行可靠等优点，适用于我国能源资源与经济发展东西逆向分布的国情。但是在2004年以前，包括葛洲坝(600068,股吧)至上海线路在内的众多大型直流输电工程一直由外国承包商垄断，造价昂贵。

　　“中方当时顶多学会了写招标书，而难度更高的工程系统研究、成套设计，还有换流阀和控制保护等关键设备的供货，全部被外方垄断。”南方电网科学研究院董事长余建国感慨当年受制于人的窘境。

　　为全面掌握直流输电核心技术，打破国外企业的技术封锁，2004年，国家决定把贵州至广东二回直流输电工程作为我国第一个自主化示范工程，依托该工程的建设实现以我为主、成套设计的全面自主化目标。

　　南方电网担当重任。南方电网科学研究院（时称南方电网技术研究中心）应时而生，牵头组织国内研究机构、高校、设计和制造企业的研发资源，共同组成自主创新团队，开始了攻坚克难的征程。

　　工程建设的前提是进行系统设计，而一套使用方便、功能强大的设计软件将大大提高设计效率。但当时跨国公司提供的设计软件是个“黑匣子”，只能进行简单的数据输入输出，计算方法不得而知，更不能做参数调整。在年轻女博士黄莹的带领下，研发团队成功开发出拥有自主知识产权的“高压直流输电基本设计软件包”，填补了国内空白。

　　工程实施中遇到的许多难题也是前所未见。技术带头人、南网科研院副院长饶宏举例说，研究中发现发电机组的大轴与直流输电系统会产生“次同步振荡”，不仅会造成系统不稳定而且发电机组的大轴将会扭曲。“经过分析研究，采取了保护措施，在国内首次解决了直流次同步振荡的工程难题。”

　　就这样一步一个脚印，到2007年贵广二回工程建成投运时，南方电网实现了成套设计的全面自主化。整个工程投资79亿元，比由外方承担节省1亿元。国内电工设备制造水平也由此上了一个台阶，大部分设备制造实现了国产化。整个工程的综合自主化率达到70%以上。

　　升压800千伏不断超越

　　创新的步伐并未就此停下。南方电网开始向难度更高的特高压直流输电技术挑战。2006年，世界第一个特高压直流输电自主化示范工程“正负800千伏云南至广东直流工程”开工建设。

　　“工程招标现场，几乎看不到外国设备商的身影。”南方电网主管科技工作的副总经理王良友说，这次工程是中外联合研究开发，中方掌握核心技术，以中方为主制造设备。

　　从系统研究、成套设计，到工程设计、设备制造，再到现场施工，一路过关斩将。但是在投运前的调试阶段，饶宏和他的技术团队遇到了一次“卡壳”难题。

　　那是2009年底的一个冬夜，云广直流将首次升压到额定电压，即最高的直流输电电压800千伏。从常规直流500千伏升到650千伏还算顺利，但当升到700千伏时，电压开始剧烈波动，再也升不上去。

　　按照工程的时间节点控制，第二天电压必须升至800千伏。饶宏带领临时攻关小组，开始彻夜排查。经过多次分析和反复试验，还是不能实现额定升压过程。已是天明，小组另辟蹊径，确定了一个新方案并开始试验。当直流电压终于稳稳升至800千伏时，现场一片欢呼。

　　云广直流自2010年投运至今运行正常，各项技术指标与研究结论完全相符。中国工程院院士李立浧说：“这表明我国已掌握了特高压直流系统集成和整体解决方案，并在特高压直流的研究、设计、设备制造和建设管理等各个方面达到国际先进水平。”

　　雄关漫道，继续征服。参与研发的科研人员表示，今后还可以进一步降低相关研究和设计费用，估算后续待建的20余个高压及特高压直流工程可节约30至60亿元费用。

　　此外，依托掌握的直流技术，南方电网科研团队在2008年冰灾后迅速研制出直流融冰装置，目前已安装在众多输电线路上。“这个装置的应用改变了以往人工除冰效率低下、安全风险高的防冰被动方式，有效提升线路防冰抗冰能力。”王良友预判今年冬天输电更安全。

　　科技创新助力“西电东送”

　　在南网科研院二楼的仿真实验室，记者看到，数十台对开门冰箱大小的设备正在高速运转。这个投资1.5亿元建成的实验室，拥有世界上规模最大、技术最先进的全数字实时仿真系统和齐全的高压直流输电控制保护试验研究系统。

　　“就是一个微缩的南方电网系统，可以模拟故障，进行分析，还可以用来培训运行维护人员。”实验室负责人韩伟强颇感自豪。

　　据介绍，南方电网历来重视科技创新，成立了以总经理钟俊为组长的科技创新工作领导小组，建立了科技创新工作的长效发展机制。“十一五”期间科研投入不断加大，从2006年的6.52亿元增加到2010年的15.76亿元，年均增长24.7%。

　　正如南方电网公司董事长赵建国在12月9日召开的“中国工程科技论坛电力发展论坛暨直流输电技术研讨会”上所说：“一直以来，南方电网公司大力实施科技兴网战略，着力提高科技创新能力。我们明确公司的核心技术是电网安全稳定与控制技术、电网经济运营技术与设备集成应用技术，并取得了系列重大突破。”

　　科技促进了南方电网落实国家“西电东送”战略。南方电网目前已形成“八条交流五条直流”共13条“西电东送”输电大通道，最大输送容量超过2400万千瓦，占到广东用电负荷的三分之一。

　　“尤其是高压直流输电技术成为促进"西电东送"战略实施、实现电网跨越式发展的"助推剂"。”王良友介绍，自2007年贵广二回直流输电工程投产以来，西部通过直流输电累计送广东电量1700多亿千瓦时，占到广东外来电的四成，在广东创造了更高产值也减少了大量二氧化碳排放。