科技日?qǐng)?bào)記者 陳瑜
“張北的風(fēng)光點(diǎn)亮北京的燈”，為北京冬奧會(huì)全部場(chǎng)館提供100%綠色電力，對(duì)普通公眾來(lái)說(shuō)，詩(shī)意的表達(dá)背后，是名字很學(xué)術(shù)的柔性直流技術(shù)。
“那時(shí)國(guó)內(nèi)稱之為電壓源換流技術(shù)，國(guó)外管它叫輕型直流技術(shù)?！?月，國(guó)家電網(wǎng)有限公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)家電網(wǎng)）智能電網(wǎng)研究院科技部副主任趙巖在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)，回憶起17年前與柔性直流技術(shù)結(jié)緣的場(chǎng)景。
當(dāng)時(shí)，他還是一名剛考上國(guó)家電網(wǎng)中國(guó)電科院的博士研究生。
“稱謂沒(méi)有統(tǒng)一，一個(gè)重要原因是當(dāng)時(shí)技術(shù)剛起步?！壁w巖解讀。
張北柔直工程北京延慶換流站全景 攝影：侯占泉
一套圖紙技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)達(dá)數(shù)百萬(wàn)歐元
上世紀(jì)末，風(fēng)能、太陽(yáng)能等間歇式可再生能源發(fā)電比重加大，給電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，經(jīng)濟(jì)性更好的柔性直流輸電技術(shù)便成為解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)消納問(wèn)題的焦點(diǎn)。因?yàn)殡y度大，它也被譽(yù)為電力電子技術(shù)皇冠上的寶石。
1997年，世界上第一個(gè)柔性直流輸電試驗(yàn)工程建成投運(yùn)。同期，我國(guó)也希望發(fā)展自己的柔性直流技術(shù)，但那時(shí)既缺技術(shù)，也缺人才。大家把目光轉(zhuǎn)向從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)。
2001年，現(xiàn)任國(guó)家電網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院副總工程師、直流輸電技術(shù)研究所所長(zhǎng)的賀之淵幾次跟隨導(dǎo)師湯廣福（2017年增選為中國(guó)工程院院士）前往國(guó)外洽談技術(shù)引進(jìn)，“僅僅是建設(shè)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)方只給一套圖紙，就開(kāi)出700萬(wàn)歐元的技術(shù)轉(zhuǎn)讓費(fèi)，這對(duì)我們來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是天方夜譚。”
2020年6月底，張北柔性直流輸電線路全線貫通。 李崢 攝
科研“無(wú)人區(qū)”里從0到1的突破
技術(shù)引進(jìn)的路走不通，只能自力更生找出路。
2006年，經(jīng)過(guò)專家論證，國(guó)家電網(wǎng)確定了《柔性直流輸電系統(tǒng)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究框架》（以下簡(jiǎn)稱《框架》）。這意味著我國(guó)啟動(dòng)了柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域的全面研究。對(duì)趙巖來(lái)說(shuō)，開(kāi)啟的是全新的職業(yè)生涯，也是勇闖科研“無(wú)人區(qū)”的開(kāi)始。
“世界首個(gè)柔性直流輸電試驗(yàn)工程建成投運(yùn)后，世界范圍內(nèi)的相關(guān)研究很活躍，然而進(jìn)展卻十分緩慢。”趙巖回憶，當(dāng)時(shí)能參考借鑒的資料非常少，柔性直流技術(shù)研究要實(shí)現(xiàn)的是真正“從0到1”的突破。
該技術(shù)涉及多個(gè)專業(yè)，《框架》為期三年，牽頭人湯廣福確定了基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)分析等十個(gè)方向，制定了基礎(chǔ)理論—關(guān)鍵技術(shù)—設(shè)備研制—工程示范的總體技術(shù)路線。
作為團(tuán)隊(duì)中的“長(zhǎng)者”，也是“領(lǐng)頭羊”，30歲的賀之淵剛博士畢業(yè)，帶領(lǐng)和趙巖差不多大的“秀才”，開(kāi)始闖關(guān)。
雖然平均年齡只有二十五六歲，但團(tuán)隊(duì)卻集中了當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)柔性直流領(lǐng)域的主要力量。除了中國(guó)電科院，還有國(guó)家電網(wǎng)上海電科院、甘肅電科院、福建電科院、浙江大學(xué)、華北電力大學(xué)、四川大學(xué)等也參與了進(jìn)來(lái)。
換流閥堪稱柔性直流工程的“心臟”。
運(yùn)維人員在張北柔直工程中都換流站閥廳內(nèi)開(kāi)展檢修作業(yè)。
在一間簡(jiǎn)陋辦公室的一張幾平方米的桌子上，團(tuán)隊(duì)里二十幾個(gè)人沒(méi)白天沒(méi)黑夜地干，像搭積木一樣搭出了原理樣機(jī)。他們白天忙著做試驗(yàn)，晚上湊到一起分析問(wèn)題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、布置任務(wù)，將第二天可能遇到的隱患考慮周全。正是在這樣緊湊、務(wù)實(shí)、高效的節(jié)奏下，他們開(kāi)創(chuàng)性地開(kāi)展了一系列的試驗(yàn)項(xiàng)目，對(duì)技術(shù)做了初步驗(yàn)證。
2011年初，帶著經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)的柔性直流成套設(shè)備，團(tuán)隊(duì)遠(yuǎn)赴上海南匯風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展工程實(shí)施工作。早春時(shí)節(jié)，上海飄起了鵝毛大雪，大家在零度的氣溫中，踩著梯子徒手安裝設(shè)備。項(xiàng)目地處遠(yuǎn)郊，條件非常艱苦，中午大家就在工地蹲著吃飯，回城吃晚飯常常要等到深夜。
歷時(shí)7年，在國(guó)家電網(wǎng)總部的指導(dǎo)下，依托一系列科技項(xiàng)目，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)首次建立了柔性直流輸電技術(shù)的基礎(chǔ)理論體系。2011年7月，亞洲首條柔性直流輸電工程在上海南匯建成，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在柔性直流輸電技術(shù)領(lǐng)域零的突破，投運(yùn)時(shí)間比十幾年前開(kāi)出高價(jià)轉(zhuǎn)讓費(fèi)的國(guó)外公司僅晚了半年，真正實(shí)現(xiàn)了并跑。
示范工程投運(yùn)后，研發(fā)團(tuán)隊(duì)沒(méi)有停下創(chuàng)新腳步，繼續(xù)打造滿足更高電壓等級(jí)的柔性直流技術(shù)和裝備，最為人熟知的是500千伏張北柔性直流電網(wǎng)工程，讓“張北的風(fēng)光點(diǎn)亮北京的燈”。
這幾年，國(guó)際直流輸電熱已成不爭(zhēng)的事實(shí)。2022年，團(tuán)隊(duì)中標(biāo)國(guó)外海上風(fēng)電柔直并網(wǎng)工程，我國(guó)柔性直流輸電技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)“走出去”。
張北柔直工程中都換流站。
產(chǎn)學(xué)研用一體化機(jī)制激發(fā)創(chuàng)新動(dòng)能
“自行設(shè)計(jì)、自己安裝、自己制造，連實(shí)驗(yàn)室建設(shè)都是自行研發(fā)建設(shè)起來(lái)的?，F(xiàn)在回頭看，正是因?yàn)榻?jīng)歷了一個(gè)完整的研發(fā)過(guò)程，我們對(duì)整個(gè)柔性直流輸電技術(shù)才有了一個(gè)更深刻的認(rèn)識(shí)?！壁w巖同時(shí)感慨：國(guó)家電網(wǎng)的持續(xù)投入將創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)凝聚在一起，讓大家可以靜下心來(lái)做研究。
國(guó)家電網(wǎng)能源研究院副總工程師兼企業(yè)戰(zhàn)略研究所所長(zhǎng)馬莉告訴記者，公司一貫高度重視科技創(chuàng)新工作，堅(jiān)持加強(qiáng)科技投入，并建立了穩(wěn)定支持和有序競(jìng)爭(zhēng)相結(jié)合的經(jīng)費(fèi)投入方式，尤其對(duì)長(zhǎng)線研究和基礎(chǔ)前瞻研究團(tuán)隊(duì)給予了持續(xù)、穩(wěn)定經(jīng)費(fèi)支持。
“從立項(xiàng)來(lái)看，只要是經(jīng)過(guò)科學(xué)論證、需要加快突破的重點(diǎn)方向，國(guó)家電網(wǎng)會(huì)持續(xù)給予大力支持，保證項(xiàng)目有延續(xù)、經(jīng)費(fèi)有保障。同時(shí)，高端人才引領(lǐng)、電力工匠塑造、青年人才托舉‘三大工程’，暢通了科研人員的發(fā)展通道，讓科研人員有更大的‘成就感’和‘獲得感’；尤其是近幾年在中央企業(yè)中率先開(kāi)展分紅激勵(lì)探索，項(xiàng)目分紅、崗位分紅等激勵(lì)措施，為科研人員提供了充分物質(zhì)保障。”在馬莉看來(lái)，科研人員最看重的，是國(guó)家電網(wǎng)把科研與應(yīng)用結(jié)合，真正推動(dòng)了創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈對(duì)接融合，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)學(xué)研用一體化，公司內(nèi)外的創(chuàng)新要素得以集聚并迸發(fā)出持久活力。
點(diǎn)評(píng) 關(guān)鍵核心技術(shù)是國(guó)之重器。一群初出茅廬的“秀才”，成功勇闖柔性直流技術(shù)“無(wú)人區(qū)”。在為青年的勇氣、努力點(diǎn)贊的同時(shí)，我們看到了技術(shù)攻關(guān)背后的創(chuàng)新體制機(jī)制，從事創(chuàng)新研究的科研人員因此心無(wú)旁騖；不拘泥短期目標(biāo)考核鉚定長(zhǎng)期目標(biāo)，科研人員在“無(wú)人區(qū)”的探索不用計(jì)較一時(shí)成敗，及時(shí)調(diào)整技術(shù)路線繼續(xù)輕裝上陣。當(dāng)然，最要點(diǎn)贊的是充分發(fā)揮企業(yè)創(chuàng)新主體作用，實(shí)施產(chǎn)學(xué)研用一體化機(jī)制，創(chuàng)新要素不僅在立項(xiàng)時(shí)得到集聚，還在后續(xù)發(fā)揮了最大作用，努力實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控，推動(dòng)創(chuàng)新鏈產(chǎn)業(yè)鏈深度融合。
（受訪者供圖）
