電網安全穩定運行背后依靠的是什么高科技?如何讓1億千瓦的火力發電更加清潔高效,實現天更藍水更清?如何用人工智能代替傳統高危、繁重的人工作業……3月26日,“走進新國企·科技創新主力軍”融媒體采訪活動在江蘇南京舉辦,來自新華社、《經濟日報》、《科技日報》、中國新聞社、《中國青年報》、《中國電力報》等近20家媒體的記者走進國家電網,探訪電網科技發展新成就,感受電力科技的魅力。
▲“走進新國企·科技創新主力軍”國家電網主題采訪調研活動現場
當天,記者團先后來到位于南京的國網電科院(南瑞集團)、國網江蘇電力所屬江蘇方天電力技術有限公司(以下簡稱“國網江蘇電力方天公司”),深入挖掘國家電網有限公司在電網安全、火力發電節能減排、無人機智慧巡檢等方面的實踐成果,親身感受能源電力科技創新領域的卓越成就,對國家電網公司在推動能源轉型和挖掘新質生產力方面所取得的成就給予高度評價。
記者團首先來到國網電科院(南瑞集團)企業展示中心。一項項“黑科技”、一臺臺關鍵設備、一個個重大工程,讓人應接不暇。企業展示中心以視頻、設備模型、互動展示系統等豐富多彩的形式,向記者們展現了國網電科院(南瑞集團)在保障國家能源安全等方面的突出成果。
國網電科院(南瑞集團)成立50余年,矢志科技自立自強,在能源互聯網等領域取得了一批具有國際先進水平的研發成果,為我國電網保持安全穩定運行作出了杰出貢獻。截至目前,87項科研成果獲國家級科技獎勵,其中國家科技進步特等獎2項,一等獎8項,國家技術發明二等獎7項,1376項科研成果獲省部級科技獎勵,主導發布國際電工委員會國際標準16項、國家標準98項。
▲國網電科院(南瑞集團)科研人員向記者團介紹科研成果
“隨著新能源大規模開發,未來新能源會替代同步發電機成為電力系統電源的主導,給電網安全穩定運行帶來很多挑戰。以電網安全運行的第一道防線繼電保護技術為例,它的作用是以最短時間和最小范圍切除電力系統各類故障,阻止故障蔓延和擴大。在新型電力系統加快建設的背景下,電網呈現復雜的非線性特征,傳統繼電保護方法難以適應新的要求。”國家電網公司首席科學家、國網電科院(南瑞集團)電網運行風險防御技術與裝備全國重點實驗室主任鄭玉平說。他介紹,研究團隊未雨綢繆、提前布局,初步構建了不依賴電源特性的繼電保護新的技術體系,成功提出了系列保護原理的實用化技術,完成20個型號新型保護裝置研制,并在江蘇、福建、陜西等單位示范應用,涵蓋海上風電送出、低頻輸電、大型新能源基地等新型電力系統典型場景。
記者團了解到,除了對傳統技術進行創新升級,國網電科院(南瑞集團)還在探索和引領新興技術的發展方向。在新能源電源大規模接入電網的背景下,構網型技術在近年備受業內關注,成為全球多國研究和示范應用的方向。該技術可以對同步發電機的特性進行適當選取和模擬,使電力電子設備的功能類似于傳統同步發電機,為電網提供慣量支撐。國網電科院(南瑞集團)持續引領構網型技術發展創新,攻克多種構網型控制策略和關鍵技術,并在成都、西藏等重點項目示范應用。該院承擔的首套電網側帶超容構網型靜止無功發生器在西藏整體建成投運,入選2024年度央企十大超級工程。今年年初,國家能源局發布了“2024年度能源行業十大科技創新成果”,其中之一就是南瑞集團研制的構網型技術裝備。
▲媒體記者在國網電科院(南瑞集團)電磁兼容實驗室參觀采訪
在國網電科院(南瑞集團),記者團還參觀了智能制造生產區、電磁兼容實驗室和系統保護實驗室。在智能制造生產區生產車間,16條板件生產線、6條裝置生產線正有序運行著。抓取、貼裝、焊接、檢測……經過智慧化流水線多道工序,平均每分鐘就能生產1塊板件。這些板件將應用于繼電保護、穩定控制等關鍵設備中,發往全國各地工程項目現場掛網運行,默默守護電網安全。在電磁兼容實驗室,記者們仰頭看著長與寬均超20米、高達10余米的墻面及天花板,上面布滿了形如超大蠟筆、尖端向外的白色材料。這是一種“吸波材料”,主要用于吸收室內的電磁波,以幫助模擬沒有電磁波的理想環境,從而評估電力設備運行時的抗干擾能力。系統保護實驗室中一排排整齊的實驗設備格外引人注目,記者們了解了這些實驗對于電網安全運行的重要意義,以及實驗室在支撐新型電力系統建設等前沿技術領域的最新進展。
在這些科研和生產場地,以“傳遞壓力、增強活力、加大吸引力、提高競爭力”為主題的海報格外醒目。其中,“傳遞壓力”海報以柱狀圖形式展示“2030年實現營業收入千億”目標。為了進一步激發科技創新活力,國網電科院(南瑞集團)持續完善科研體系,高規格設立技術委員會,重組成立研究院和研發中心,形成“一個委員會、兩個層級、三極架構”的科研體系,推動創新引領能力和產品研發質效雙提升,打造原創技術和基礎前瞻研究基地。國網電科院(南瑞集團)科技部(運營部)相關負責人介紹:“2024年,國網電科院(南瑞集團)成功牽頭面向多維不確定性的電力系統在線安全穩定防御關鍵技術及系統等5項國家級科研任務,參與了15項國家級科研任務,再創近年來最好水平。”
2025年是國網電科院(南瑞集團)深化改革落實年,記者們在這里切切實實感受到了員工創新創業的活力與熱情,員工們朝氣蓬勃,科研人員攻關狀態十分投入、生產人員在生產線旁有序忙碌。“從事科研要靜下心來,以十年磨一劍的韌勁、以‘一輩子辦成一件事’的執著從事科研工作。南瑞為有志于基礎研究的科研人才提供了優質的工作環境和相應的待遇,讓我們能夠真正做到埋頭搞研究。”南瑞集團未來配電網/微電網構建機理與運行技術研究團隊負責人表示。
▲采訪團了解國網江蘇電力方天公司自主研發建設的江蘇火力發電節能減排監控體系情況
隨后,記者團來到位于國網江蘇電力方天公司的江蘇火力發電節能減排監控中心,通過江蘇火力發電節能減排監控系統可以看到當前江蘇省火力發電的二氧化硫、氮氧化物、煙塵實時平均排放濃度分別為13.9、27.4、1.8毫克每立方米,遠低于國家超低排放標準。國網江蘇電力方天公司負責人介紹:“我們自主開發建設的這套監控系統覆蓋全省292家電廠、670臺機組,裝機容量超過1億千瓦。”這套系統是我國在火電行業清潔低碳實時監測領域規模最大、覆蓋最全、交互最快的監控系統。每臺機組平均部署2000個測點,數據每10秒刷新一次,在國內率先實現火電排放全過程監控。該系統先后獲得24項國家省部級獎項、59項發明專利及軟件著作權,并協助政府部門制定14項行業規章管理制度。截至2024年底,江蘇三項主要大氣污染物排放濃度相比10年前分別下降了80%、60%、86%。
當前,我國正推進建立行業領域碳排放監測預警機制,重點是要摸清重點行業領域碳排放底數與減排潛力。電力作為最早參與碳交易市場的行業,如何摸清“碳家底”是關鍵。國網江蘇電力方天公司建設的國內首個電力行業碳排放精準計量系統已經為政策落地做好了技術儲備。“系統已在10家電廠、18臺機組試點,將碳排放核算時間降至分鐘、核算對象細化至發電機組。”該公司骨干專家、江蘇省電力行業節能環保工程技術研究中心負責人說。
這是國內首個多維度全工況省域火電碳排放全息數據中心,運用物聯網、人工智能等先進技術,構建了融合數據甄別與比對的火電碳排放數據驗證模型,單臺機組每天采集數據超1000萬條、完成計算比對約50萬次,對碳排放監測核算關鍵參數進行多源數據協同校驗,數據中心與現場設施運行數據吻合度達99.5%。相關成果獲評2023年度中國碳達峰碳中和十大科技創新。
該系統全面推廣后,不僅有助于政府部門掌控全省近五成碳排放量,還能將相關技術經驗在鋼鐵、水泥等其他高耗能、高排放行業復制推廣,為推動分時分區電碳因子精細化計算,加快構建我國產品碳足跡管理體系,實施以總量控制為主、強度控制為輔的碳排放雙控制度奠定基礎。
除了服務火電清潔高效,國網江蘇電力方天公司還聚焦服務全社會節能降碳。該公司建成“省-市-縣-園區”四級碳信息化服務平臺,其中省級碳排放監測分析服務平臺全面展現全省碳排放水平,并常態編制報表供政府部門參考;市縣則結合地方特色建設區域性碳服務平臺,打造了一批綠色低碳示范案例;而園區碳平臺則為企業提供用能安全、降本增效、節能減排以及代運維等“一站式”服務,實現合作共贏。
▲采訪團現場觀摩了解國網江蘇電力方天公司自主研發的軟硬件系列產品
緊接著,記者團來到設在國網江蘇電力方天公司的江蘇電網無人機巡檢智慧管控中心。江蘇是全國較早開展電網無人機巡檢的省份之一,多年來按照“本體-掛載-裝備”的研發路線,已形成20多種軟硬件系列產品,多次獲得日內瓦國際發明獎、中國專利獎、江蘇省科學技術獎等榮譽,擁有52項發明專利,將無人機打造為電網領域的新質生產力。2024年,江蘇電網共開展輸配電無人機巡視桿塔216.5萬余基次,飛行里程達到23.3萬公里。
“檢測到現場人員未佩戴安全帽!”當記者們走到人工智能算法演示區時,一旁的大屏上立刻發出了實時告警。這是國網江蘇電力自主研發的無人機安全監察智能識別算法的應用演示。國網江蘇電力方天公司自研深度學習算法,多種優質算法模型已在江蘇電網輸電、安監、基建等10余個場景落地應用,實現高效人工替代。今年,江蘇電網輸配電算法總體識別率達到85%,重點缺陷和隱患識別率超過90%,識別水平行業領先。
▲采訪團現場觀看國網江蘇電力方天公司自主研發的“網際天鷹”無人機航母應用演示
在低空經濟這個“新賽道”上,國網江蘇電力方天公司致力于將成熟的電力無人機業務生態推廣至其他領域,以技術賦能新產業、培育新需求,為低空經濟萬億市場騰飛助力。該公司開展國信射陽風電場風機不停電檢測、泗洪領跑者光伏基地光伏板清洗、安徽金寨抽水蓄能電站運維等工作,并與政府部門共享空域、航線、設備、數據、平臺等低空資源,協助開展重點河段防溺水、應急救援、交通疏導等服務工作。
參觀結束后,記者們與專業技術領域專家開展了深入交流。專家們介紹了如何確保碳實測數據的實時性、連續性和準確性;如何讓電力無人機在低空經濟中發揮更大作用等問題。記者們紛紛感慨,國網江蘇電力方天公司科研創新與工程應用并重,積極承擔國企社會責任,完成了多項國際、國內首臺首套項目,對該公司未來發展充滿期望。
面向未來,國網江蘇電力將始終胸懷“國之大者”,加快培育科技先導型企業,布局首臺首套成果示范應用,強化策源地和鏈長建設,努力貢獻更多創新成果,在服務大局中更好地擔負起“大國重器”的使命責任。
內容來源:國家電網有限公司官方網站
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