當(dāng)前，科技正以前所未有的速度改變著整個(gè)世界，今天的我們，正站在第三次技術(shù)革命的前沿，去擁抱一個(gè)新時(shí)代的到來(lái)。
每一次技術(shù)革命的發(fā)生，都意味著世界政治經(jīng)濟(jì)力量隨之發(fā)生巨大變化。如今，提升科技實(shí)力，搶占技術(shù)制高點(diǎn)，正在成為各國(guó)發(fā)展的重要命題。
十八大以來(lái)，黨中央、國(guó)務(wù)院大力實(shí)施創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略，把創(chuàng)新擺在國(guó)家發(fā)展全局的核心位置，高度重視科技創(chuàng)新。國(guó)家電網(wǎng)公司作為關(guān)系國(guó)家能源安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈的國(guó)有骨干企業(yè)，在保障能源安全、促進(jìn)科技進(jìn)步、帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)中肩負(fù)著重要責(zé)任和使命。2016年，國(guó)家電網(wǎng)公司以加強(qiáng)自主創(chuàng)新能力建設(shè)，努力成為核心技術(shù)的創(chuàng)造者為目標(biāo)，加快推進(jìn)智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源等核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)重大裝備研制和重大示范工程應(yīng)用，開(kāi)展十大科技創(chuàng)新工程，以工程實(shí)踐帶動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展。
能源革命的發(fā)力點(diǎn)
隨著全球經(jīng)濟(jì)總量的日益增加、化石能源的過(guò)度開(kāi)發(fā)和使用，導(dǎo)致資源緊張、生態(tài)失衡。粗放式的能源消耗和利用已經(jīng)無(wú)法滿足人類可持續(xù)發(fā)展的需要，改變能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式刻不容緩。
電力系統(tǒng)技術(shù)革命是能源革命的重要組成部分。今年8月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》，將智能電網(wǎng)列入國(guó)家重大科技項(xiàng)目，提出重點(diǎn)加強(qiáng)特高壓輸電、柔性輸電、大規(guī)?？稍偕茉床⒕W(wǎng)與消納等技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用?？梢哉f(shuō)，加快能源技術(shù)創(chuàng)新是國(guó)家發(fā)出的明確信號(hào)。“大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用清潔能源將是未來(lái)能源發(fā)展趨勢(shì)，電網(wǎng)是能源資源優(yōu)化配置的重要載體，推動(dòng)電網(wǎng)堅(jiān)強(qiáng)、智能發(fā)展，實(shí)現(xiàn)清潔能源高比例并網(wǎng)和消納以及資源優(yōu)化配置，需要全面掌握復(fù)雜環(huán)境下大電網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行等一系列核心技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備?！眹?guó)家電網(wǎng)公司科技部主任梁旭說(shuō)。
智能電網(wǎng)是承載我國(guó)能源革命的重要平臺(tái)，它的發(fā)展將深刻影響能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。去年7月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，明確提出到2020年，我國(guó)將初步建成智能電網(wǎng)體系。
放眼全球，智能電網(wǎng)已上升為各發(fā)達(dá)國(guó)家占據(jù)能源科技制高點(diǎn)的國(guó)家戰(zhàn)略。美國(guó)“電網(wǎng)2030”計(jì)劃提出促進(jìn)智能電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并已開(kāi)始實(shí)施一批智能電網(wǎng)示范工程。歐洲“超級(jí)電網(wǎng)”設(shè)想同樣需要依托智能電網(wǎng)的建設(shè)。日本、韓國(guó)也提出發(fā)展智能電網(wǎng)計(jì)劃。我國(guó)從2009年國(guó)家電網(wǎng)公司提出建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)以來(lái)，在7年的時(shí)間里，在智能電網(wǎng)建設(shè)方面取得了舉世矚目的成就。如今，智能電網(wǎng)已獲得更廣泛和深刻的理解與認(rèn)識(shí)。
和智能電網(wǎng)并行發(fā)展的是電網(wǎng)升級(jí)。電網(wǎng)升級(jí)是我國(guó)近十年來(lái)電網(wǎng)發(fā)展中最重大的突破之一?；谖覈?guó)能源資源和消費(fèi)需求逆向分布的基本國(guó)情，國(guó)家電網(wǎng)公司從2004年開(kāi)始發(fā)展特高壓電網(wǎng)。經(jīng)過(guò)十多年的發(fā)展，我國(guó)已充分掌握特高壓技術(shù)，在特高壓技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)之無(wú)愧地站上了世界之巔。目前，公司已累計(jì)建成“四交五直”特高壓工程。特高壓不僅有效實(shí)現(xiàn)了更大范圍的資源優(yōu)化配置，更是提高電力工業(yè)整體效益和效率的必然選擇，對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。隨著“大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃”的實(shí)施，特高壓已成為我國(guó)治理霧霾的重要手段。在未來(lái)，特高壓將在世界更大范圍內(nèi)成為重要的資源配置平臺(tái)。
智能電網(wǎng)與特高壓的建設(shè)最終目標(biāo)之一是為了更好地利用清潔能源?？稍偕茉窗l(fā)電普遍具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性的特點(diǎn)，可控性和可預(yù)測(cè)性明顯低于傳統(tǒng)化石能源發(fā)電，大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行控制和協(xié)調(diào)能力帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。“要大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用清潔能源，需要在新能源發(fā)電與安全運(yùn)行控制等新能源技術(shù)上加快研究。我們目前正在制定‘國(guó)家電網(wǎng)公司2030科技發(fā)展規(guī)劃’，清潔能源相關(guān)的技術(shù)是其中的重要內(nèi)容。”梁旭說(shuō)?？梢哉f(shuō)，智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源是能源革命的重要突破口，圍繞這三者的研發(fā)實(shí)踐也成為公司科技創(chuàng)新工作的重點(diǎn)。
2014年7月，全球首個(gè)五端柔性直流工程在浙江舟山投入運(yùn)營(yíng)。
技術(shù)突破依托示范工程
研發(fā)的成果需要實(shí)踐檢驗(yàn)。圍繞智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源，公司實(shí)施±500千伏柔直電網(wǎng)、特高壓交直流電網(wǎng)系統(tǒng)保護(hù)、500千伏UPFC、信通新技術(shù)研究與創(chuàng)新應(yīng)用、特高壓直流電纜、特高壓半波長(zhǎng)輸電、特高壓GIL輸電、虛擬同步機(jī)、壓縮空氣儲(chǔ)能、新能源發(fā)電十大科技創(chuàng)新示范工程。
十大科技創(chuàng)新示范工程是基于目前的科研基礎(chǔ)、應(yīng)用需求和未來(lái)發(fā)展方向來(lái)部署的?！斑@十項(xiàng)工程中的技術(shù)應(yīng)用是目前我們掌握的最突出的技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。比如UPFC技術(shù)，可以解決電網(wǎng)潮流分布不均引起的輸送能力受限、線路過(guò)載等問(wèn)題，在我國(guó)東部尤其適用。”國(guó)家電網(wǎng)公司科技部科研處副處長(zhǎng)李震宇說(shuō)。
我國(guó)東部負(fù)荷中心電網(wǎng)密集，在負(fù)荷高峰期存在潮流轉(zhuǎn)移困難等問(wèn)題。UPFC技術(shù)針對(duì)常規(guī)電網(wǎng)建設(shè)、改造和運(yùn)行中難以解決的潮流控制、供電能力提升等難題，通過(guò)大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用，使電網(wǎng)潮流由自然分布轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑`活控制，在保持現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不變、不新建輸電通道的前提下，有效解決這些問(wèn)題，是構(gòu)建智能電網(wǎng)的重要技術(shù)手段。
而柔性直流技術(shù)的發(fā)展則是業(yè)界的共識(shí)，也是全世界研發(fā)的方向。尤其是歐美沿海風(fēng)電密集地區(qū)，更是大規(guī)模應(yīng)用柔直電網(wǎng)技術(shù)。柔性直流技術(shù)能對(duì)風(fēng)電進(jìn)行全方位控制，使風(fēng)力發(fā)電的間歇性特點(diǎn)不會(huì)擾亂電網(wǎng)。該技術(shù)的靈活性很強(qiáng)，對(duì)沖擊負(fù)荷的承受能力很大，能夠讓用電質(zhì)量與可靠性明顯提升。公司在張北地區(qū)開(kāi)展±500千伏柔性直流輸電技術(shù)示范應(yīng)用，將描繪出以高比例可再生能源、柔性直流匯集、特高壓外送為要素的未來(lái)電網(wǎng)形態(tài)。
在國(guó)家2030年清潔能源占比目標(biāo)倒逼下，未來(lái)清潔能源發(fā)電裝機(jī)將大幅提升，清潔能源的快速發(fā)展急需柔性直流等友好電網(wǎng)技術(shù)的支撐?！霸谖覈?guó)西部這樣缺乏火電等調(diào)節(jié)電源的地區(qū)，很難用常規(guī)交流電網(wǎng)把清潔能源送出來(lái)，必須要用柔性的、靈活的、啟停自如的電網(wǎng)配合風(fēng)電、光伏等清潔能源。柔性直流是未來(lái)電網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)重要方向。”李震宇說(shuō)。
相對(duì)于500千伏UPFC、±500千伏柔性直流輸電，特高壓直流電纜、特高壓半波輸電、壓縮空氣儲(chǔ)能，虛擬同步機(jī)等是更具前瞻性的工程項(xiàng)目，這些項(xiàng)目均代表著相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的國(guó)際最高水平，為特高壓跨海洲際互聯(lián)、實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離和更高容量的電力輸送以及新能源的友好并網(wǎng)探索更多可能性。
開(kāi)啟能源發(fā)展新格局
十大科技創(chuàng)新工程的實(shí)施是國(guó)家電網(wǎng)公司圍繞能源轉(zhuǎn)型升級(jí)做出的重要實(shí)踐探索，是智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源技術(shù)不斷提升、不斷優(yōu)化的關(guān)鍵步驟。通過(guò)實(shí)施科技創(chuàng)新工程，突破智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源核心技術(shù)，能夠顯著提升我國(guó)智能電網(wǎng)技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，全面實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)關(guān)鍵裝備和系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，將在提高清潔能源比例、促進(jìn)環(huán)保減排、提升能效、推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新、帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展以及支撐國(guó)家新型城鎮(zhèn)化建設(shè)等方面產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
回首過(guò)去，公司勇立潮頭上馬特高壓，日夜兼程地開(kāi)展技術(shù)研發(fā)，建設(shè)特高壓示范工程，從那時(shí)起，沖擊科技巔峰、追尋技術(shù)創(chuàng)新就已成為一枚烙印，深刻地烙進(jìn)了公司的血肉之中。
實(shí)踐證明，科技創(chuàng)新釋放了巨大的發(fā)展能量，從晉東南-南陽(yáng)荊門1000千伏特高壓交流示范工程開(kāi)始，公司一步步建成了“四交五直”特高壓工程。如今，特高壓骨干網(wǎng)架正在形成，能源資源和需求分布不均的困局得解。此次開(kāi)展十大科技創(chuàng)新工程，是公司創(chuàng)新精神的再一次彰顯。如果我們大膽地將目光投向更遠(yuǎn)的未來(lái)，投向智能電網(wǎng)、特高壓、清潔能源技術(shù)成熟之際，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，奔騰的河流、過(guò)境的大風(fēng)、普照的陽(yáng)光、涌動(dòng)的海潮等自然界能源將通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化成電能，通過(guò)特高壓送到千家萬(wàn)戶，我們的世界會(huì)比今天更加綠色、舒適和美麗。這樣的美好圖景并不是一個(gè)遙不可及的夢(mèng)想，科技創(chuàng)新，讓夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。
（本文刊登于《國(guó)家電網(wǎng)》雜志2016年第11期）
