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余晓鹏—— 国网河南电科院

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有效期至: 长期有效
最后更新: 2019-12-13
基本资料信息
 
 电从远方来
来源:  发布时间:2019-11-22
 
□ 吴 彪
 
  
  
  “电,阴阳激耀也,从雨从申”,《说文解字》中曾用这样的语言来描述电。从闪电开始,人类逐渐观察到更多与电相关的自然现象,并不断地深入思考、研究,直至了解并掌握了产生电的机理,逐步开启了电气时代。以电的发明和应用为主要标志的第二次科技革命极大地促进了社会发展的进程,而电也日益成为现代社会中不可或缺的重要能源之一。如何确保供电系统的稳定运行,就成为影响国家发展的重要环节。
  随着特/超高压交直流混联电网的稳步建设,我国目前已建成世界上电压等级和直流输电比例最高、同步机群规模最大和结构最复杂的交直流电力系统。然而,此类系统的连锁故障存在着诱因多、特性杂、耦合强的特点,一旦发生,极易引发大规模停电事故,继而会导致社会经济蒙受巨大损失,迄今为止,约70%的大停电事故均由连锁故障引发。
  为了破解这一难题,国网河南省电力公司电力科学研究院(以下简称“国网河南电科院”)电网技术中心,在近10年的时间里,夜以继日地紧密围绕交直流电力系统连锁故障风险防范的重大工程需求,通过产学研协同攻关,针对连锁故障特点,突破了连锁故障整体动力学建模、连锁故障危险路径辨识等多项关键技术,最终形成了具有完全自主知识产权的交直流电力系统连锁故障主动防御技术体系。为我国供电系统的稳定运行筑起了一道强有力的防线,实现了“电从远方来”的我国能源资源优化配置。
  屡次创新保安全
  随着我国大型特高压交直流混联电网的一体化特征愈加明显,电网运行的局部问题更易通过连锁反应传播蔓延至整个联合电网。此前发生的一次大规模停电事故就为人们敲响了警钟。2006年7月1日,华中电网两条并列运行的500千伏线路误动跳闸,负荷全部转到220 千伏线路上,造成多台发电机组跳闸,导致河南省5市停电,湖北、湖南、江西等邻近省份也受到影响,华中全网失稳振荡,共计损失负荷380万千瓦。显而易见,连锁故障已经成为威胁电力系统安全的重要因素之一。
  交直流电力系统主要由同步机群、交直流混联电网和负荷组成,这就决定了其连锁故障通常伴随着初始故障、故障扩散和振荡崩溃3个阶段。国网河南省电力公司经济技术研究院副院长余晓鹏,国网河南电科院电网技术中心张振安、饶宇飞及其团队成员在此领域深耕多年,屡次创新,最终在交直流电力系统连锁故障整体建模、主动预防及主动阻断方面取得多项创新成果与关键技术突破。他们创建了“微观
  宏观”协同的交直流电力系统连锁故障整体动力学建模及分析技术,揭示了连锁故障的自组织临界发生机理,利用这一成果可实现暂态失稳及直流闭锁等主要连锁故障传播方式准确高效的模拟。
  与此同时,他们还创建了交直流电力系统危险故障路径快速辨识和连锁故障风险主动预防技术,从而实现了“风险源定位→危险传播路径辨识→系统总体风险评估→风险预控”的连锁故障主动预防。此外,他们直面交直流电力系统连锁故障阻断由被动型向主动型转变的技术瓶颈,通过多方合作协同创新,最终建立了交直流电力系统连锁故障在线主动阻断技术,研发了“全局协防→化整为零→分体存活”的主动阻断技术体系,实现了技术突破。
  “丰硕的成果来源于项目团队多年来在保障电力系统安全稳定运行方面的技术积累。”谈及项目能够顺利推进并取得一系列重大突破时,余晓鹏介绍说。多年来,该团队一直为河南电网特高压建设落地建言献策,不仅提出了安全域理论,还建立了天中直流投运后短路电流控制等策略。同时依托“电力系统运行与安全防御实验室”有关特高压交直流耦合特性的研究成果,相关人员多次参加国调、网调、省调联合计算分析工作,深度把握了特高压交直流耦合特性。除此之外,团队持续开展河南电网滚动校核、安全事故风险评估、检修方式风险校核、年度运行方式计算等工作,筑牢全方位电网运行安全风险防控。这都为科研成果的取得奠定了基础。
  截至日前,项目研发的交直流电力系统连锁故障仿真平台、电网灾害风险评估及安全预警系统以及连锁故障在线主动阻断系统,已广泛应用于河南、上海、四川、广东、新疆5个省(直辖市、自治区)的特/超高压交直流电力系统、20多家省市电力公司及100多个电力工程项目,并取得了巨大的社会和经济效益。基于国网河南电科院电网技术中心研发团队的科研成果在电力系统领域的突出贡献,其研发项目“交直流电力系统连锁故障主动防御关键技术与应用”荣获了2018年度国家科学技术进步奖二等奖。
  精诚合作结硕果
  “能用众力,则无敌于天下矣;能用众智,则无畏于圣人矣。”科研成果是科研工作者们集体智慧的结晶,更是团队精诚合作所结的硕果。“交直流电力系统连锁故障主动防御关键技术与应用”项目的顺利完成,离不开团队成员的努力,也离不开合作单位的有力支持。
  优秀团队是取得科研成果的有效保证,团队的集体智慧和奉献精神共同铺就了取得成果的科研之路。国网河南电科院电网技术中心的项目团队正是一支富有朝气且人才层次高的年轻团队。“我们团队有16名固定人员,平均年龄为35岁,其中高级工程师及以上占比50%,博士、硕士高学历人才比例90%以上。”余晓鹏介绍说。与此同时,为了进一步提升团队的科研实力,国网河南电科院电网技术中心在2013年时与中国电力科学研究院签订了战略合作框架协议。同时依照“开放、联合、创新、竞争”的运行机制,针对电力系统连锁故障领域前沿性的重大科学问题,与清华大学、西安交通大学、中国电力科学研究院等多家高等院校、科研单位建立了良好的科研合作关系。而联合培养机制的确立也进一步保障了科研人才的实力。譬如国网河南省电力公司博士后工作站挂靠国网河南电科院,同时国网河南电科院也与华北电力大学、重庆大学等建立了硕士研究生联合培养机制。此外,除固定人员外,公司还通过走访、来访、会议等多种形式与国网江苏电科院、国网湖南电科院等20余家同行开展技术交流。可以说正是这些有效举措,为团队人才的培养提供了一个共享开放的技术交流平台,为科研工作提供了源源不断的智力支持。
  一分耕耘一分收获,每一项科研成果的取得都凝结着科研人员的心血和付出。多年以来,国网河南电科院电网技术中心研发团队始终将科研工作放在首位,时时刻刻践行着“舍小家为大家”的敬业精神。在国网河南电科院主任张振安做完手术不久,还未完全康复的他就迫不及待地赶往工作一线,和大家共同攻坚克难;在项目研发的关键时期,国网河南电科院电网技术中心副主任饶宇飞生怕耽误项目的进度,在爱人生病时依旧选择坚守岗位
 
 
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