坚持创新驱动推动能源电力跨越发展

――壮丽70年能源电力回顾与展望之科技创新篇

　　科技兴则民族兴,科技强则国家强。纵观历史，创新始终是一个国家、一个民族发展的重要力量。放眼国际，大国之间的竞争，本质上就是生产力之争，其核心是科技创新能力之争。

　　电网是国家重要的基础设施，是关系国家能源安全、服务国民经济社会发展的重要组成部分。新中国成立70年以来，我国电网始终坚持科学技术是第一生产力，从世界首个特高压示范工程成功运行到主导制定世界标准，从实现14亿人口户户通电到“走出去”成为全球知名品牌……取得一次又一次巨大飞跃。国家电网有限公司作为特大型国有重点骨干企业，聚焦国家重大战略需求，把握世界能源发展趋势，面向世界电力科技前沿大力推动创新驱动发展，在特高压输电、智能电网、大电网安全控制、新能源并网等核心技术和关键领域率先取得突破，为我国电力工业实现从小到大、从弱到强、从“跟随时代”到“引领时代”的伟大跨越，为推动我国“四个革命、一个合作”能源安全新战略加快实施作出了积极贡献。

　　抢占全球电力技术制高点，实现输电领域世界引领

　　我国能源资源与能源需求逆向分布,决定了必须发展特高压电网，以解决能源的远距离、大规模输送与配置问题。但我国发展特高压交流、直流输电工程面临一系列世界级技术难题，国际上没有成熟的经验，创新难度极大。为解决特高压输电的重大共性关键技术问题，在国家科技部等有关部委和两院院士的指导下，国家电网有限公司牵头，联合科研、高校、设备制造等160多家单位协同合作，围绕特高压试验研究、规划设计、设备研制、工程建设和运行管理，组织开展了全方位的科研攻关，在技术、装备、标准及工程建设、运行等方面取得了全面创新与突破。

　　核心技术方面，国家电网有限公司开展了300多项基础理论课题研究，攻克了特高压交流过电压、潜供电流抑制、雷电防护及特高压直流外绝缘、电磁环境控制、大截面多分裂导线等世界难题，全面掌握了特高压交直流输电核心技术，在特高压交直流混合大电网安全控制领域达到世界领先水平。关键设备方面，国家电网有限公司联合国内装备企业研制了包括特高压变压器、电抗器、断路器等主设备在内的近百项首台首套特高压关键设备，如世界首台单体式1500兆伏安/1000千伏单相特高压交流变压器、世界首台特高压气体绝缘金属封闭输电线路（GIL）产品等，带动了我国电工装备制造业的全面升级和国际竞争力的全面提升。重大工程方面，国家电网有限公司建成了世界上电压等级最高、输电能力最强的1000千伏晋东南―南阳―荆门特高压交流试验示范工程，研制完成了世界首个±1100千伏特高压直流穿墙套管并应用于±1100千伏昌吉―古泉特高压直流工程，支撑我国成为世界首个全面掌握特高压交直流技术并实现商业化运行的国家。

　　国家电网有限公司在特高压交、直流输电领域不断创新突破，不仅获得了2012年、2017年国家科技进步特等奖，还在世界上率先建立了全套特高压技术标准体系，彻底扭转了我国电力工业长期跟随西方发达国家发展的被动局面，实现了“中国创造”和“中国引领”。截至2018年底，国家电网有限公司已建成“八交十直”特高压骨干电网，为推动我国能源资源大范围优化配置和清洁能源大规模开发应用，促进清洁低碳、安全高效的现代能源体系建设奠定了坚实的基础。加强电网运行关键技术突破，确保电网长期安全稳定运行

　　大电网安全是国家安全的重要组成部分。近20多年来，美国、加拿大、俄罗斯、印度等世界上许多国家和地区先后发生大面积停电事故，给经济社会发展造成很大影响。国家电网有限公司自成立以来，始终围绕电力安全相关技术展开大力攻关，在电网稳定性理论、仿真分析、安全防御等领域取得了一系列原创性成果，推动国家电网成为世界上近20年来唯一没有发生大停电事故的特大型电网。

　　系统运行方面，国家电网有限公司研发了具有完全自主知识产权的大电网智能调度控制系统，开展了柔性输电技术攻关，解决了在高电压、大电流运行条件下直流故障电流可靠关断的技术难题，显著提升了驾驭复杂大电网的能力；大力开展源网荷储友好互动技术攻关，在江苏建成世界首个“大规模源网荷友好互动系统”，实现了毫秒级用电负荷控制；建成全球规模最大、覆盖用户最多的用电信息采集系统，安装智能电能表超过4亿只，有效增强了电网应对故障能力和互动水平。故障防御方面，国家电网有限公司攻克“三道防线”关键技术，构建了以《电力系统安全稳定导则》为基础的技术标准体系和国际领先的大电网安全防御体系，实现了故障精准识别、快速切除、智能处置，有效防止大面积停电事故。仿真技术方面，国家电网有限公司突破了大电网调度运行、广域动态监测、交直流系统多时间尺度全过程仿真等重大技术难题，自主研发建成了仿真能力最强、计算效率最高、模拟精度最准确的新一代仿真系统，大电网安全运行技术达到全球领先。

　　这些成果支撑了我国电网的不断升级，为三峡输电系统、特高压交直流电网等国家重大工程提供了强有力的理论和技术支撑，保障了电网长期安全运行，为我国电网发展为世界上电压等级最高、规模最大、安全运行纪录最长的特大型电网作出了突出贡献。

　　加强新能源并网与运行技术创新，推动我国能源清洁低碳转型

　　随着新一轮能源革命的深入推进，新能源在全球范围内快速发展。由于新能源具有随机性、间歇性、波动性的特点，其高比例接入将改变电网的运行特性，对电网资源配置能力提出更高要求。国家电网有限公司一方面加快电网互联互通，加强统一调度，提升系统平衡调节能力和跨区跨省输电能力，有力支撑新能源大规模开发与大范围配置，另一方面积极推动新能源发电并网、运行控制相关技术与工程的研究与开发，全力推进新能源综合开发与利用。

　　国家电网有限公司建成了世界上规模最大、运行方式最灵活、综合控制水平最高的新能源综合利用项目―――张北国家风光储输示范工程，集风电、光伏发电、储能、智能输电于一体，为新能源发展提供了新的“中国方案”。建成了国际领先的新能源发电预测体系，初步实现新能源并网可预测、可调度、可控制。建成了新能源生产模拟系统、新能源优化调度控制系统，并在省级以上电网得到广泛应用。建成投运世界上容量最大的全钒液流电池储能系统，为探索储能系统配套风电场的运行模式和推广奠定了坚实的基础。主导建立了适应我国新能源发展模式和电力系统特征的新能源并网技术标准体系，实现了新能源规划设计、试验检测、功率预测和调度运行全环节标准化，并达到世界先进水平。

　　新能源并网及运行相关技术的研发，大大缓解了我国新能源消纳的难题。2018年，在新能源并网装机同比增长22%的情况下，新能源利用率提高5.2个百分点。

　　2017年6月，在青海首次实现连续7天100%清洁能源供电；2019年6月，青海“绿电15日”创新实践，实现了青海全省连续15天360小时用电零排放，远超过2016年5月葡萄牙连续4天全清洁能源供电的纪录，推动我国能源在清洁低碳转型的道路上迈出了坚实的步伐。

　　推动能源技术与数字技术深度融合，助推新时代能源发展再上新台阶

　　根据国家电网有限公司相关研究，预计到2050年我国非化石能源占一次能源的比重将超过50%，电能在终端能源消费中的比重将超过50%。“两个50%”的实现，意味着一半以上的能源生产和消费都将依靠电力系统来完成，必将带来电网功能形态的革命性变化，对加快电网转型升级提出了前所未有的要求。随着人工智能、物联网、5G等新一代信息技术的突破发展，数字技术正渗透到各行各业，传统产业进入数字化发展周期已成为必然。新一代信息通信技术在能源电力行业的广泛应用，也将给电力技术与生产管理带来新的变化，为效率提升、价值创造开辟新的广阔空间。

　　在能源革命和数字革命深度融合的必然趋势下，国家电网有限公司提出了加快建设“三型两网”世界一流能源互联网企业的战略目标，建设和运营好坚强智能电网和泛在电力物联网，打造具有枢纽型、平台型、共享型特征的现代企业，推动电网和公司发展的全面升级，努力在推动“四个革命、一个合作”能源安全新战略展现新作为，在新一轮的全球能源变革中抢占新的制高点。

　　为全面支撑“三型两网”建设，推动我国能源电力事业实现高质量发展，国家电网有限公司联合其他央企和国际国内上下游企业、高校、科研院所等社会各类创新主体，在研究资源、科技项目、示范工程、技术研发等方面开放合作。核心技术方面，积极承接国家“科技创新2030”重大项目，聚焦坚强智能电网和泛在电力物联网建设，加强能源互联网关键核心技术攻关，在大电网安全、大规模新能源并网控制、智能传感及智能终端、电力芯片、用电能效与综合能源等领域加快研究，争取尽快取得一大批重大原创性成果，引领能源互联网技术创新发展。产品研发方面，集中突破特高压套管、分接开关、电力芯片、大功率器件等核心技术与产品，提升核心产品的自主研发能力，在关键设备、核心元器件等方面逐步实现自主可控。商业模式方面，主动将传统的电力实体经济与新经济模式有机结合起来，以新理念、新技术改造传统业务，加快布局能源管理、智能生产、智能检修等专业服务，积极推动综合能源服务、新能源云网、车联网、电商平台、大数据征信等平台建设，带动产业链上下游企业快速发展，推动我国能源生态体系的健康发展。

　　推动坚强智能电网和泛在电力物联网融合发展，以数字技术为传统电网赋能，将不断提升电网的感知能力、互动水平、运行效率，有力支撑各种能源接入和综合利用，持续提高能源效率，为能源生产和消费革命的深入推进作出积极贡献。

　　“百舸争流，奋楫者先。”面对新一轮能源革命、科技革命和产业革命的新态势、新局面，国家电网有限公司将一如既往地牢牢把握科技创新这个根本动力，不断提升自主创新能力，加强“三型两网”世界一流能源互联网企业建设，为推动能源电力高质量发展贡献更大的力量。

　　（稿件来源：国网能源研究院）

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