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南瑞继保:二十七载创新路 电力科研攀高峰

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编辑部
来源:
能源产业聚焦
2022/06/13 17:33
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【摘要】:
在“西电东送”工程、三峡输变电工程、载人航天工程等这些耳熟能详的国家重大工程中,都有着这样一家高新技术企业的重要参与———南京南瑞继保电气有限公司(下称“南瑞继保”)。

电网安全稳定运行,关系经济发展、工厂车间,也关系市场商户、万家灯火。继电保护,被誉为电网安全稳定运行的“前线哨兵”,电力系统安全稳定运行的“第一道防线”,作用不可小觑。

在“西电东送”工程、三峡输变电工程、载人航天工程等这些耳熟能详的国家重大工程中,都有着这样一家高新技术企业的重要参与———南京南瑞继保电气有限公司(下称“南瑞继保”)。

南瑞继保的企业发展史,也是我国电网保护技术的发展历程。南瑞继保从1995年初创时只有几人的企业,一步步成长为今天能与国际著名公司同台竞争的高新技术企业,最关键的就是南瑞继保人不断拼搏的钻研精神,在发展中把自主创新作为企业发展的核心手段。

27年来,在董事长、中国工程院院士沈国荣的带领下,南瑞继保发挥行业领军企业技术领先和人才聚集的优势,坚持自主创新,通过持续解决实际工程问题,在创业发展中取得的突出成绩,为支撑电力能源安全稳定运行,提升能源综合利用效率,推进绿色低碳发展作出了巨大贡献。

 

“做精主业”,“以解决问题为导向”开启创新之路

2022年1月下旬,湖北迎来寒潮天气多地降雪,电网线路存在倒塔风险,严重威胁电网安全。南瑞继保第一时间安排技术骨干千里奔袭,凌晨到达现场后迅速启动移动融冰装置,马不停蹄开展融冰抢险。看着覆冰脱落的瞬间,现场用户激动地说:“关键时刻有你们南瑞继保真好,真正为我们电网解决了大问题!”

这是南瑞继保的产品在电网应用的众多场景之一。据了解,南瑞继保于2008年中国南方冰灾后的当年迅速组织研制了实用先进的直流融冰装置,目前已在华南、华中、华北和华东等地区得到应用,年均融冰作业数百次。

解决电网问题,是南瑞继保创立的初心,也是坚持做精的主业。南瑞继保创始人、中国工程院院士沈国荣是我国著名的电力系统自动化专家,也是行业里出了名的实干家。“以务实的态度,解决本行业历史遗存的和发展中出现的实际问题,解决一个问题前进一步,直到引领该领域技术的发展”,他提出的创新理念成为指引南瑞继保人不断前行的动力源泉。

改革开放初期,我国电网稳定事故时有发生,绝大部分的电网稳定事故是由于线路故障引起的,线路继电保护装置的不正确动作往往导致事故扩大,成为电网稳定的核心矛盾之一。

为改变国家在电力系统继电保护上面临的困境,青年求学时代的沈国荣把研究目光瞄准了线路保护,以解决历史遗留问题为导向,努力探寻既快速又可靠的继电保护新原理。他在理论上建立了一批全新的判据,具有极高的可靠性、可用性和优越性,这就是“工频变化量继电器”的起源。

历史证明,核心技术靠化缘是要不来的,必须靠自力更生。具有自主知识产权的核心技术,是企业的“命门”所在。1995年创立至今近30年,南瑞继保发展中把自主创新作为企业发展的核心手段,在科研开发上,注重原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新在产品开发上的应用。

举大事,必有所资。人才就是南瑞继保勇于创新的底气条件和资本。沈国荣带领着数百人的研发团队,以勤学长知识、以苦练精技术、以创新求突破,在真刀真枪的实干中成就了一番事业。

在研究取得重大突破之后,南瑞继保人进一步针对电网安全的“三道防线”开启了电力保护的又一轮探索征程。他们提出并组织构建了以“三道防线”为基础的电网安全稳定控制架构,为保证电网暂态稳定、防止大面积电网崩溃起到关键作用。

自1998年以来,以南瑞继保为代表的国产继电保护设备大量装备国内电网,我国220kV及以上输电线路保护设备的保护正确动作率从1995年的95.2%提高到2019年的99.99%,我国再未出现大面积停电事故。

因在技术研究、技术开发、技术创新、推广应用等方面表现出色,南瑞继保成套保护技术及其推广应用成果获得1999年度国家科技进步奖一等奖。

踔厉奋发砥砺行,行远自迩再攀登。在解决行业难题、冲击技术高峰上,南瑞继保人的脚步从未停止。2011年,在沈国荣的极力推动之下,南瑞继保人挑战被认为是输变电技术的制高点、最前沿,也是世界公认的技术发展趋势的柔性交直流输电技术。

这次,南瑞继保与外国企业几乎同步开展研发。凭借这些年在创新实践上的技术积累,南瑞继保人成功率先实现突破,先后开发完成世界首个五端柔性直流输电系统,世界最高电压等级的±1100千伏特高压换流阀,世界最高电压等级、最大容量的500千伏统一潮流控制系统,世界首台535千伏高压直流断路器等高端智能电力装备,并成功实现工程应用,创造了多项世界第一,真正实现了引领行业技术发展方向。

南瑞继保在世界上率先开发完成的柔性直流电网控制保护系统,在新能源接入、能源清洁利用领域抢占了新兴电力技术制高点,对提升我国电网科技水平及国际地位具有重大意义。

 

“外延发展”,服务电力事业与“一带一路”倡议

“做精主业,外延发展”是南瑞继保创立以来孜孜不倦的追求。在做实做强电网领域的同时,在国际市场和工矿领域也取得突破性进展,“一体两翼”的市场格局助力企业高质量稳健发展。

2015年2月,厄瓜多尔国家电网稳控系统项目正式投运,这标志着南瑞继保成功的将中国电力系统“三道防线”技术推广到海外国家。厄瓜多尔电网因结构不完善,负荷与机组分布不均衡,电网安全稳定运行存在很大风险,此前每年发生多次电网系统性停电事故。南瑞继保稳控系统的投运,一举解决了厄瓜多尔国家电网的稳定问题,消除电网安全稳定运行隐患,杜绝全国范围大停电事故的发生,得到了厄瓜多尔用户的高度评价。

2022年3月,尼日利亚宗格鲁水电站首台机组顺利开机。这是尼日利亚境内修建的最大规模水电站,也是“一带一路”非洲区域重要项目,对改善尼日利亚电力紧缺局面,改善人民生活水平等方面具有十分重要作用。南瑞继保为该项目设计了全套水电机组保护解决方案,提供了全套发变组保护、开关站保护等关键设备。

从被国外企业“卡脖子”到凭借技术优势走出国门面向全球,南瑞继保人的艰苦努力已经结出累累硕果:自2010年起,直流输电控制保护系统产品出口到韩国、菲律宾、巴西、土耳其等国家,提升了我国在该领域的国际竞争力。近年来,南瑞继保继续践行“创造价值、服务社会”的企业宗旨,助力“一带一路”沿线国家和地区发展清洁能源产业,为当地发展持续注入绿色动力。

2007年5月,在汕头海门电厂“1000MW发电机组继电保护”项目招标中,南京南瑞继保电气有限公司在与ABB、西门子、GE等跨国巨头的竞争中胜出,一举中标。这是中国百万千瓦级的发电机组保护项目首次由国内产品中标。

2015年3月,南瑞继保研制的我国首台具有完全自主知识产权的大型燃机机组静止变频器(LCI)在浙江大唐国际绍兴江滨热电有限责任公司正式投入运行,标志着我国已具备大型燃机机组启动用LCI设备的自主设计和制造能力,打破了国外少数厂家在该领域的长期垄断。

2022年3月22日,南瑞继保作为课题牵头单位参与的“智能电网技术与装备”领域国家重点研发计划项目“海上多平台互联电力系统的可靠运行关键技术”通过工业和信息化部组织的验收,助力海上油气安全生产和能效进一步提升。

一项项科技成果,“刻画”成为南瑞继保的发展路上的印记。创立近30年来,南瑞继保坚持在优势领域做深做透做精,并在丰富的经验积累基础上向相关领域拓展,每拓展一个领域均能迅速成为行业翘楚。

事实上,南瑞继保人直面困难、迎接挑战,不止在研发上勇攀高峰,挑战一个个技术“无人区”,市场经营亦不断迈上更高台阶:2021年实现营业收入超过120亿元,“十三五”期间的复合增长率为12.5%。年上缴税收超过10亿元。

成绩的背后,是强调“全员研发、全员营销、全员质量控制”的管理理念和“把所有工作完成在出厂前”的责任意识,这些都已成为全体南瑞继保人“内化于心、外化于行”的思维习惯和行为准则。

2020年至今,面对新冠疫情的突发困难和复杂国际形势的严峻挑战,该公司一手抓疫情防控,一手抓复工复产,迎难而上、各项工作平稳有序推进,支持疫情防控保电和国家重大电力工程建设,体现行业领军企业的责任担当。

“把建立国际一流的民族高科技企业作为毕生的追求,通过科技报国、产业报国,实现‘创造价值、服务社会’的人生理想。”沈国荣院士的梦想,已经成为南瑞继保人的梦想,也是行动的目标。

 

登高望远,助力能源转型与“双碳”目标

我国水电资源、煤炭、集中风光发电基地主要在中西部,而能源消费量巨大的经济发达地区主要在东部。一条800kV的特高压直流输电系统传输的电能,相当于5条500kV交流输电系统传输的电能,适合在我国西电东送等重大项目上使用。

因此,发展能够满足长距离输电的高压直流输电技术,是优化煤电布局、实施我国能源资源优化配置的重要手段,也是建设试验示范工程系统、考核设备、提升国内电力设备制造能力的有效途径。“十四五”期间,我国将规划建设多个特高压直流输电工程。

然而,步入21世纪之前,特高压交流1000kV和直流±800kV控制保护技术,在国际上都是空白。

这吓不倒南瑞继保人。相关负责人介绍,2005年,南瑞继保投资建立了全球首个±800kV直流动态模拟系统,并开发完成了±800kV直流控制保护系统样机,攻克了±800kV直流控制保护技术的难题。

如今,白鹤滩至江苏和浙江特高压直流、广东背靠背柔直、雅湖特高压直流等工程建设中,都有南瑞继保产品不可或缺的身影。在特高压直流输电和柔性直流输电技术领域,南瑞继保保持着国际领先水平。

2022年5月27日,白鹤滩—江苏±800kV特高压直流输电线路工程进入线路带电测试阶段,具备带电投运条件。白鹤滩—江苏±800kV特高压直流输电线路工程是是国家“西电东送”战略部署的重点工程,四川大规模清洁水电将经由该“高速公路”输送至华东地区,为优化长三角地区能源结构提供有力支撑。

特高压直流输电对保护控制系统运行可靠性要求极高。为了这项有着重要意义的“电力高速公路”,南瑞继保“量身定制”了多项创新技术,积极参与白鹤滩混合级联特高压直流输电工程各项方案论证及系统设计,解决阀组投退、故障穿越、受端分步闭锁策略等关键性技术难题。

柔性直流输电技术是破解清洁能源大规模并网消纳难题的“金钥匙”,是能源有效驾驭和高效转换最关键的技术之一,对电网具有十分重要的意义。

作为世界首个柔性直流电网工程,张北柔性直流电网工程让“张北的风点亮北京的灯”,助力北京冬奥会首次实现100%绿电,展现了中国向世界承诺低碳减排、实现绿色发展的具体行动。

秉持着“持之以恒、锲而不舍”的奋斗精神,南瑞继保成功开发世界首套柔直电网控制保护系统,研制的大容量柔直换流阀、直流断路器、四端柔直控保等世界首台套装备在工程中得以应用,实现了以柔性直流电网为中心的大规模可再生能源友好接入、多种形态能源互补和灵活消纳。

随着国家“双碳”目标的确立,沈国荣敏锐地觉察到了“双碳”时代高比例新能源并网的挑战,又亲自推动起以构网控制技术提升电网支撑能力的研究工作。通过研制构网型储能等装备,利用全新技术手段,推动电网技术迈向新纪元。

构建以新能源为主体的新型电力系统,是保障国家能源安全、实现可持续发展作出的一项重大决策部署,对我国能源电力转型发展、实现“双碳”目标具有重要意义。

近年来,南瑞继保围绕新型电力系统建设需求,攻关绿色低碳前沿技术,加快电网支撑型储能、抽蓄交流励磁、新能源宽频振荡抑制、在线预决策安全稳定控制和有源配电网整体解决方案等电力能源领域关键核心技术和装备研发,促进新能源消纳,支撑电网智能化水平和安全运行能力的提升,全面助推“双碳”目标实现。

在占领技术高地的征程上,南瑞继保人从来不只是仰望星空,而是特别注重脚踏实地。先进高效的产品,应用在了广袤的祖国大地和全球100多个国家和地区;自强不息的钻研精神,照亮了电力科研人的奋斗征程;科技报国的梦想,凝聚起南瑞继保人持续奋进的力量。

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