在国家科学技术奖励大会上,以李立浧院士为第一完成人研究的“特高压±800kV直流输电工程”被授予2017年度国家科学技术进步奖特等奖。这一技术是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的输电技术,是解决我国能源资源与电力负荷逆向分布问题、实施国家“西电东送”战略和电力跨区域大范围输送的核心技术。
从无到有
特高压±800kV直流输电技术极其复杂,国内外没有可借鉴的经验,研发难度极大,研究人员们面临的是从无到有的挑战。在全面总结我国±500kV直流输电工程的设计、施工、运行经验并借鉴国内外工程研究成果的基础上,研究人员分析了±800kV特高压直流输电工程设计的特点和难点,密切跟踪与工程相关的科研攻关成果,开展了包括±800kV直流系统工程设计、±800kV级直流系统换流站设计规范等30余项技术专题研究,形成了特高压直流输电工程设计标准和规范。
突破与创新
特高压±800kV直流输电技术为世界首创,在国家科技支撑计划、国家“973”计划、国家自然科学基金的支持下,科研、高校、设备制造等160多家单位联合攻关,攻克了特高电压、特大电流下的绝缘特性、电磁环境、设备研制、试验技术等世界级难题。2010年自主建成了云南—广东、向家坝—上海特高压±800kV直流输电示范工程,投运以来一直保持稳定可靠运行。
该项目首次揭示了特高电压下的污秽外绝缘沿面放电机理,首创多因素多目标控制的外绝缘配置方法,提出了双12脉动阀组串联主接线型式,实现了800kV特高电压、复杂环境下的绝缘可靠配置;提出了极导线任意布置下同走廊多回线路离子流场计算方法,首创交、直流电磁环境叠加模拟试验方法,实现了工程技术方案最优与生态环境友好的和谐统一;首次成功研制世界上通流能力最大的换流阀,电压最高、容量最大的换流变压器等特高压直流成套设备;构建了完备的特高压直流试验技术体系,建立了国际领先的试验研究平台。
截至2017年,“特高压±800kV直流输电工程”获发明专利授权114项,主导完成IEC国际标准46项,国家标准54项,行业标准38项,出版著作32部,建立了世界首个特高压直流标准体系,推动国际电工委员会(IEC)成立了专门的直流输电技术委员会,秘书处设在中国,已发布国际标准4项,在编7项,极大提升了我国在国际电工标准领域的话语权。
经济与社会效益
作为连接我国能源基地与负荷中心的“电力动脉”,特高压±800kV直流输电工程目前最大容量已经达到1000万千瓦级,一天24小时可以输送2.4亿度电,相当于1200辆100吨卡车送的煤。“这是能源运输史上新的高峰,将极大解决我国东西能源资源分布不均的问题,其技术的提升就如同从‘绿皮火车’提速至‘复兴号高铁’那样,大大提高了送电效率。”南方电网公司总工程师汪际峰这样形容。
特高压直流工程既满足了我国东、中部地区的用电需求,还推动了西部资源优势转化为经济优势,促进东西部地区协调发展,使西南水电、西北风电太阳能资源的集约开发和大范围消纳成为可能,为加速能源革命、实现能源绿色低碳发展、应对全球气候变化奠定了技术基础。已建成9回特高压直流工程,输送总容量6360万千瓦,年输送电量超过3000亿千瓦时,其中清洁能源占比超过80%,每年减少东中部地区煤炭消耗1.7亿吨,减少二氧化碳排放2.6亿吨,是“大气污染防治行动计划”的主要输电通道。后续规划建设11项工程,输送总容量约1亿千瓦。
特高压直流技术研究和工程应用极大提升了我国电工装备制造的自主创新能力和国际竞争力,电工装备成为中国制造的“金色名片”。2014年和2015年,国家电网公司先后成功中标巴西美丽山水电送出±800kV直流一、二期项目,实现了中国特高压输电技术、标准、装备、工程总承包和运行管理全产业链、全价值链输出。
个人简介
李立浧,中国工程院院士,电网工程专家、直流输电专家。长期从事电网建设,在电网工程、直流输电和交直流并联电网运行技术领域作出了突出成绩和贡献。
科研和实践过程中,李立浧收获2017年国家科技进步奖特等奖,以及一等奖和二等奖各1项、部级科技进步奖5项,授权专利8项。他主持和参加了中国几乎所有特大型输电项目,参加和组织建设了我国第一条330kV交流输电工程、第一条500kV交流输电工程、第一条±500kV直流输电工程、我国第一条也是世界上第一条±800kV直流输电工程,成为我国直流输电工程主要开拓者之一,在中国电力工程界被誉为“直流输电第一人”。李立浧为推进我国电网技术发展,尤其是直流输电技术与交直流并联电网运行技术跨入国际先进行列作出了贡献。
“特高压±800kV直流输电工程”成功实施与推广应用确立了我国在高压直流输电领域的国际领先地位。特高压直流输电技术的行业标准已经走向世界,反哺国际标准。
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