改革開放40年，中國電力行業(yè)蓬勃發(fā)展，電力技術水平邁上新臺階，電網(wǎng)規(guī)模持續(xù)擴大，電壓等級不斷升級，人民生產(chǎn)生活用電更加方便、安全、清潔環(huán)保。

南瑞集團有限公司作為國內電氣行業(yè)的龍頭企業(yè)，作為我國首批科研院所轉制的成功典范，堅持科研產(chǎn)業(yè)良性互動、協(xié)調發(fā)展，走出了一條具有自身特色的自主創(chuàng)新之路。經(jīng)過多年的自主創(chuàng)新，南瑞集團在大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、繼電保護、電網(wǎng)調度、新能源接入等領域成為引領者，全面支撐特高壓和智能電網(wǎng)建設，攻克多項世界性難題。

40年來，南瑞集團在風雨征程中持續(xù)創(chuàng)新，砥礪前行，收獲累累碩果。

搶占大電網(wǎng)安全穩(wěn)定

控制技術制高點

8月下旬，南瑞集團成功舉辦第三屆“紫金論電”國際學術研討會，多國業(yè)界頂尖專家共話智能電網(wǎng)保護和運行控制領域最新研究成果，全方位推動國際學術交流。這項國際學術活動由中國工程院院士、國網(wǎng)電科院名譽院長薛禹勝提議發(fā)起和命名。薛禹勝是穩(wěn)定性理論及電力系統(tǒng)自動化專家，也是南瑞集團穩(wěn)定技術的“掌門人”。

追溯到上世紀80年代，薛禹勝創(chuàng)造性地提出電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析全新計算方法EEAC，開創(chuàng)了時變非線性系統(tǒng)運動穩(wěn)定性的量化研究。EEAC是目前唯一得到嚴格證明的定量分析方法，解決了電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性定量分析世界難題。這項技術獲國家科技進步獎一等獎，商品軟件在國內外廣泛實現(xiàn)工程應用，獲中國專利優(yōu)秀獎。之后，薛禹勝提出廣域監(jiān)測分析保護控制系統(tǒng)（WARMAP），目前系統(tǒng)已在我國三分之二的省級電網(wǎng)控制中心推廣應用，總體水平和工程應用處于國際領先地位，推動了電網(wǎng)安全穩(wěn)定實時預警和協(xié)調防御系統(tǒng)的建設，保障了大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

基于此項理論基礎，面向新一代電力系統(tǒng)建設實際需要，南瑞集團電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制技術團隊不斷創(chuàng)新。在他們提交的成績單中，一批批有影響力的研究成果脫穎而出：2011年全國首套“大型集群風電有功智能控制系統(tǒng)”在甘肅電網(wǎng)投運，多項成果填補國內空白，成為大容量新能源發(fā)電并網(wǎng)控制技術發(fā)展的里程碑。2015年國家863項目“甘肅風光集群控制系統(tǒng)”示范工程研發(fā)成功，實現(xiàn)了我國規(guī)模化風光電集群控制領域從“技術跟隨”到“技術引領”的重要轉變。2017年世界首次特高壓直流閉鎖沖擊試驗成功，全面驗證了世界首個大電網(wǎng)頻率緊急協(xié)調控制系統(tǒng)的可靠性和措施的有效性。總投資2.8億元的國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)保護實驗室于2018年投入運行，構建了全球最大規(guī)模系統(tǒng)實時仿真平臺。此前，國內外尚無建設實例。

成果并不限于此。在國家電網(wǎng)有限公司主導建設大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)之時，南瑞集團電網(wǎng)穩(wěn)定技術團隊擔當重任，開展大規(guī)模源網(wǎng)荷負荷精準控制理論、互動機制研究，歷時兩年多，攻克多項關鍵技術，研制成套裝備，在江蘇大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)示范工程實現(xiàn)應用。一期、二期工程實現(xiàn)完美“收官”，前不久剛剛投入試運行的三期工程為今年江蘇電網(wǎng)迎峰度夏工作帶來巨大幫助，提升特高壓直流送電能力154萬千瓦，年增利潤約8400萬元。

“系統(tǒng)解決電網(wǎng)電力供需瞬時平衡問題，防止連鎖故障和電網(wǎng)失穩(wěn)風險，實現(xiàn)了快速負荷調控方式的改變。緊急事故發(fā)生時不需要‘一刀切拉電’，同時也能將事故應急處理時間從分鐘級提升至毫秒級。”現(xiàn)場技術人員說。

大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動系統(tǒng)的建成標志著我國首次實現(xiàn)大規(guī)模、多層級、多類型、多時間尺度可中斷負荷協(xié)同控制的工程應用，為能源更大范圍優(yōu)化配置提供了堅強保障。該系統(tǒng)還將在山東、河南、上海、浙江、安徽、湖南6個省級電網(wǎng)推廣應用，進一步展現(xiàn)威力。

實現(xiàn)繼電保護技術

世界領先

繼電保護系統(tǒng)是保證電力系統(tǒng)安全運行的基礎，可有效提高電力系統(tǒng)的運行效率，預防電力系統(tǒng)故障帶來的損失。

南瑞集團被稱為國內高壓電網(wǎng)繼電保護技術的開創(chuàng)者，技術團隊由中國工程院院士沈國榮領銜。上世紀80年代初，沈國榮發(fā)表了《工頻變化量方向繼電器保護原理的研究》論文，在學術界首次提出了工頻變化量保護原理。此后，技術團隊先后成功研制LFP、RCS和PCS三大系列電力系統(tǒng)繼電保護控制產(chǎn)品，產(chǎn)品性能比肩甚至超過ABB、西門子等企業(yè)的同類產(chǎn)品，確立了我國繼電保護技術的世界領先地位。

創(chuàng)新的腳步從未停止。南瑞集團在繼電保護領域不斷開拓，從線路保護到主設備保護，從中低壓到特高壓，形成了全系列繼電保護產(chǎn)品。超高壓繼電保護產(chǎn)品國內市場占有率超過40%，廣泛應用于三峽輸變電、“西電東送”、北京奧運會、上海世博會和大型火電、水電、核電等國家重點工程中，創(chuàng)造了多項世界領先的新技術，頻頻打破國外壟斷。

2017年，“保護就地化”被確定為繼電保護四大技術發(fā)展特征之一。就地化保護以就地化、小型化、即插即用為主要特征，把保護裝置重新安裝到一次設備現(xiàn)場，簡化網(wǎng)絡通信，采用直采直跳方式，降低動作時間，全力保障智能電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。2018年4月，好消息傳來，南瑞集團提供整體解決方案的世界首座加裝全類型就地化保護裝置500千伏變電站投運，這是全球電壓等級最高的就地化保護裝置，成功實現(xiàn)了就地化保護全系列化、高電壓等級的重大突破。“這是厚積薄發(fā)取得的成果之一。”項目負責人感慨地說。

引領電力調度自動化

技術發(fā)展

翻開南瑞集團檔案館的老照片，SD-176計算機及其配套設備、獲獎證書的照片格外珍貴。上世紀80年代前，SD-176計算機在京津唐電網(wǎng)首次開展電網(wǎng)的計算機調度，可稱為傳統(tǒng)意義的第一套國產(chǎn)調度自動化系統(tǒng)。

電力調度自動化是南瑞集團起步最早的專業(yè)，也是目前的核心產(chǎn)業(yè)之一。在這個領域，南瑞創(chuàng)造了多項第一，第一套國產(chǎn)分布式UNIX調度自動化系統(tǒng)RD-800,第一個地調SCADA系統(tǒng)通過實用化驗收，第一個國產(chǎn)省調應用軟件實用驗收，第一套國產(chǎn)配網(wǎng)自動化主站系統(tǒng)……成功開發(fā)了OPEN-2000、CC-2000、OPEN-3000等系列產(chǎn)品。2008年起，作為主要承擔單位，南瑞集團研發(fā)特大電網(wǎng)一體化調控系統(tǒng)D5000。

D5000系統(tǒng)研發(fā)了適應大電網(wǎng)調度控制業(yè)務“橫向集成、縱向貫通”的一體化支撐平臺，攻克了多級調度協(xié)同的大電網(wǎng)智能告警和協(xié)調控制、全網(wǎng)聯(lián)合在線安全穩(wěn)定分析、安全約束機組組合等重大技術難題，實現(xiàn)了特大電網(wǎng)多級調度控制業(yè)務的一體化協(xié)同運作，促進了可再生能源有效消納。其中的核心技術成果部分達到國際領先水平，先后獲國家科技進步獎二等獎及多項省部級以上科技獎勵。

形象地說，D5000系統(tǒng)好比“眼觀六路、耳聽八方”，當電網(wǎng)正常運行時，調度人員可以通過實時監(jiān)控電網(wǎng)細微變化；當電網(wǎng)出現(xiàn)異常情況時，系統(tǒng)可自動定位故障設備發(fā)出告警信息，給出輔助策略，并向各個廠站下發(fā)控制命令，實現(xiàn)對電網(wǎng)的運行控制。

目前，以D5000為代表的調度自動化系統(tǒng)產(chǎn)品在國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)的各級電網(wǎng)調控中心廣泛應用。截至2017年年底，南瑞集團擁有全國全部43個省級及以上高端系統(tǒng)，高端市場占有率達100%，擁有全國386個地級調度系統(tǒng)中的296個，占比達76%。南瑞集團還實施了巴西CCMC集控、菲律賓國調和地調、老撾國調等國際項目。

2016年，電力調度自動化技術又結碩果。在國調中心組織下，南瑞集團牽頭的IEC61970-555（CIM/E）、IEC61970-556（CIM/G）兩項調度技術國際標準正式發(fā)布，彰顯我國在電力調度自動化領域的技術發(fā)展水平和國際話語權，推進我國智能電網(wǎng)標準國際化進程。

會當臨絕頂，方能一覽眾山小。

依托電力調度自動化技術40多年的積累，南瑞集團調度自動化發(fā)展又開啟了新的篇章。為助力新一輪電力市場改革，南瑞集團自主研發(fā)了電力現(xiàn)貨市場技術支持系統(tǒng)，結合云計算、大數(shù)據(jù)等IT技術構建了面向電網(wǎng)調度業(yè)務的調度云平臺，為電網(wǎng)調控業(yè)務提供智能化分析決策支撐。基于D5000面向服務的體系架構同源技術創(chuàng)新，南瑞集團開展了國產(chǎn)油氣管道SCADA系統(tǒng)軟件研發(fā)攻關，成功為油氣管道裝上“千里眼”，推動我國逐步實現(xiàn)管道自動控制系統(tǒng)的自主可控。

全力支撐

特高壓工程建設

特高壓輸電以其輸送容量大、損耗低的特點成為遠距離、大規(guī)模輸送清潔電能的首選解決方案，是能源互聯(lián)網(wǎng)建設的重要支撐。

南瑞集團全面參與特高壓建設，在立足創(chuàng)新的基礎上，將引進技術再創(chuàng)新作為自身發(fā)展的一項法寶。

從2001年承擔直流輸電控制保護系統(tǒng)技術的引進及國產(chǎn)化任務，到2003年開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的直流控制保護系統(tǒng)，兩年之間，700多個日夜，南瑞集團技術團隊十分明白：所有苦干、實干都是為了掌握核心技術，不掌握核心技術，發(fā)展終將陷入惡性循環(huán)。2005年，直流控制保護系統(tǒng)成功應用于±500千伏葛洲壩—南橋和±500千伏三峽—上海兩個直流輸電控制保護系統(tǒng)。

十年歲月，十年積淀。2014年年初，南瑞集團直流控制保護設備在世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸電距離最遠的直流工程——±800千伏哈密南—鄭州特高壓直流輸電工程投入使用，首次實現(xiàn)直流控制保護設備全部國產(chǎn)化，標志著直流輸電控制保護技術跨入世界先進行列。同時，直流輸電控制保護技術的國際化之路蓬勃發(fā)展，其相關技術漂洋過海，遠銷韓國、菲律賓、巴西等國，打破該領域國外產(chǎn)品長期壟斷的格局。

在特高壓直流輸電技術中，南瑞集團除了掌握控制保護技術，對換流閥的研究依舊執(zhí)著。在“吃得了苦，受得了累，忍得住寂寞，頂?shù)米毫Α钡膱猿窒拢先鸺瘓F成功研制具有自主知識產(chǎn)權的±800千伏換流閥等產(chǎn)品，同時具備特高壓直流換流閥研制、生產(chǎn)、試驗驗證和工程整體實施能力，在錦屏—蘇南、溪洛渡—浙江、上海廟—山東等工程中都釋放出自主創(chuàng)新的勃勃生命力。2016年，南瑞集團優(yōu)化±1100千伏換流閥樣機并完成研發(fā)試驗。2018年，±1100千伏換流閥全力支撐目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠的昌吉—古泉特高壓直流輸電工程順利投運。遠在海外，攜帶“中國基因”、有著南瑞集團標識的換流閥、直流控制保護系統(tǒng)、直流測量等特高壓核心高端設備運用在巴西±800千伏美麗山水電站輸電工程中，又一次書寫“中國制造”的新篇章。

創(chuàng)新的腳步不斷密集，特高壓直流工程的另一關鍵設備調相機的研制工作也在有序開展。南瑞集團成立了調相機項目研究團隊，致力于調相機二次控制保護設備的研發(fā)、設計、生產(chǎn)等工作。“無論是項目管控、系統(tǒng)設計，還是性能控制、質量控制，都力求做到最好。”現(xiàn)場項目團隊負責人袁亞洲是這樣要求每一位團隊成員的。正因為此，2017年12月，南瑞集團自主研制的世界首臺300兆乏調相機在±800千伏扎魯特換流站一次并網(wǎng)成功并投運。

探索電力系統(tǒng)

雷電主動防御新技術

2017年12月13日，第十九屆中國專利獎頒獎大會舉行，發(fā)明專利《一種架空輸電線路雷擊閃絡的預警方法》榮獲第十九屆中國專利獎金獎。南瑞集團下屬武漢南瑞科技攻關團隊是這項技術的發(fā)明人。“專利已在全國27個省份特高壓線路及油田、煤礦等業(yè)務領域中廣泛應用，直接經(jīng)濟效益6億多元，間接經(jīng)濟效益超過100億元。”該團隊領軍人谷山強說，“專利的發(fā)明絕非偶然，是一個長期積累、持續(xù)傳承、不斷突破的過程。”

簡單的一句話，背后蘊藏的是南瑞集團雷電監(jiān)測和預警技術發(fā)展的“萬卷書”。

雷電災害是電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的威脅之一。從上世紀80年代開始，武漢南瑞持續(xù)開展電網(wǎng)雷電監(jiān)測技術及相關產(chǎn)品的研發(fā)，歷經(jīng)三代監(jiān)測技術發(fā)展，目前已形成包括近1000個雷電探測站、37省級中心站組成的廣域雷電監(jiān)測網(wǎng)，探測范圍基本上覆蓋我國所有行政區(qū)域。系統(tǒng)探測效率達90%，定位精度優(yōu)于500米，技術水平和系統(tǒng)規(guī)模處于國際最領先地位。

然而，雷電監(jiān)測總是發(fā)生在雷擊以后，如果能做未卜先知的智者，在雷擊發(fā)生之前預警，將更有效地保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

難點在哪里，目標就在哪里。

2009年起，武漢南瑞開始電網(wǎng)雷擊風險預警系統(tǒng)研究，經(jīng)歷7年，于2016年完成雷擊風險預警系統(tǒng)研究。目前這套系統(tǒng)在三大直流沿線推廣應用，已建設完成近100個雷電預警傳感站和6個雷達站，實現(xiàn)了提前1小時針對重要輸電通道的精細化的桿塔區(qū)段雷電風險預警，并以多種方式主動推送雷電風險預警信息。

“這套裝置填補了國內外電網(wǎng)雷電風險預警應用空白，除了在電網(wǎng)領域發(fā)揮作用，在高鐵、民航等領域也很適用。”谷山強說。

改革風正勁，揚帆正當時。回眸南瑞集團40年的創(chuàng)新發(fā)展之路，每一步都鏗鏘有力，每一步都擲地有聲。如今，立足新起點，面向能源變革新形勢，南瑞集團必將大膽探索，勇于開拓，蹄疾步穩(wěn)，勇毅篤行，助力中國電力事業(yè)走向新的輝煌。