南方都市報:他把中國電力輸送提速至“高鐵時代”

信息來源:南方都市報  發布時間2019-05-27

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1 .李立浧和團隊在一起。


2 .李立浧接受南都專訪?!八嘉淺C羧?,對新生事物有濃厚興趣?!蓖氯绱似蘭鬯?。


3 .李立浧一線指導工作。

  李立浧

  1941年出生于江蘇省建湖縣,中國工程院院士,中國南方電網公司專家委員會主任委員,華南理工大學電力學院名譽院長、博士生導師。我國著名的電力專家、直流輸電專家,被譽為“中國直流輸電第一人”。

  他創造了中國和世界電力建設的多個第一:主持建成世界上第一個±8 0 0千伏特高壓直流輸電工程;參加和組織建設我國第一條330千伏交流輸電工程、第一條500千伏交流輸電工程、第一條±5 0 0千伏直流輸電工程。近年來,主持研發建設世界首個特高壓柔性直流工程,在世界上首創“透明電網”發展理念。

  日暮黃昏,驟雨初歇,廣州華燈初上,“不夜城”的一天進入下半場。鮮有人知道,這些點亮城市的能量,來自遙遠的大西南;更少有人思考,它們如何穿越千山萬水,點亮人們歸家的路。從云南小灣、金安橋等水電站出發,它們搭乘數千公里“長途火車”,進入廣東的千家萬戶,這是“西電東送”的日常。

  改革開放帶來中國經濟騰飛,東部和南部沿海地區用電量驟增,這些地區長期依賴煤炭為主的火力發電,環境問題日益凸顯。摒棄煤炭,換用清潔能源來保障經濟效率,成為必然之選。然而,在中國,水能、風能等清潔能源,大多分布在西部偏遠地區。如何將它們進行長距離輸送,中國工程院院士李立浧和他的團隊進行了艱苦而執著的探索。

  在電力行業耕耘50余載,李立浧主持參與了中國和世界多個第一的電力工程建設。他參加和組織建設了國內第一條3 3 0千伏交流輸電工程、第一條500千伏交流輸電工程、第一條±5 0 0千伏直流輸電工程。2009年,李立浧主持的世界第一個±8 0 0千伏特高壓直流輸電工程建成投產,將中國電力輸送從“普鐵時代”,直接提速到“高鐵時代”。

  “我的電力生涯,可以說是圍繞國家需要展開,從黃河流域到長江流域,再轉戰珠江流域?!崩盍圃庋爬ㄗ約?。他的技術攻關背后,是中國電力發展歷歷足跡,也是中國經濟發展的清晰脈絡。

  奔赴黃河流域

  當了3個月送電工,就轉當技術員

  時光回溯到1961年,李立浧以數學滿分考入清華大學電機工程系,他就讀的專業是高電壓技術。就這樣,他與電力結下情緣。1968年9月,李立浧走出清華校門,懷揣著“到祖國最需要的地方去”的豪情,遠赴甘肅蘭州,投身西北電力建設,開啟了電力職業生涯。

  剛到蘭州時,李立浧是水利電力部西北電力建設局送變電工程公司一名送電工,跟其他工人一起,把鐵塔和電線桿立起來,再澆筑混凝土。

  西北地區缺水嚴重,野外作業艱辛,尤其是冬天,零下十幾攝氏度甚至二十幾攝氏度的低溫下,仍要戶外作業。但這在李立浧看來,“并不是問題,扛一扛就過去了”。

  李立浧當工人是走心的??吹嚼瞎と斯哂玫墓ひ詹皇嗆芎?,他就琢磨怎么提高工藝和施工安全性。

  電線桿立桿時,老工人通?;嵫≡窳礁齙醯?,把桿吊起來,吊點的位置全憑肉眼和經驗。但這樣總是很費力,且電線桿上容易產生裂紋。李立浧嘗試通過力學計算來選取吊點位置,必要時增加吊點,巧妙解決了立桿時受力不均的情況,達到了很好的效果。工人們發現方法可行,紛紛對他豎大拇指。

  勞作一天,回到休息點,李立浧習慣在煤油燈下繼續攻讀。身處西北偏僻地帶,當時,還沒有通電照明?!拔蟻胱?,學的東西總有一天會用上的”。

  因為表現出色,僅僅當了3個月工人,他就被從一線工人調至技術員崗位。但說起這段經歷,他仍覺受益匪淺,這讓他對送電、變電、設備運輸、電線架設、施工管理等了如指掌。

  1969年初,劉家峽———天水———關中超高壓輸變電工程正式開工。這是中國自行設計、制造、施工建設的第一項330千伏超高壓輸變電工程,李立浧參與到項目建設中?!暗筆焙苣巡櫚焦庾柿?,幾乎全靠自己摸索?!彼匾?。

  330千伏的施工是我國第一次雙分裂導線施工,由于缺乏相關知識,一個月都沒能架成一檔線。見此情景,李立浧想到了材料力學柔索理論中的懸鏈線方程,經過反復計算,終于找到了最佳答案。他的巧妙設計極大提高了工作效率,一個月沒能完成的工作,5天內就干成了。

  后來,李立浧逐步負責起公司技術工作,成了甘肅送變電工程公司的總工程師、副總經理。繼而帶領甘肅送變電公司參加我國第一個交流500千伏輸變電工程建設“全國大會戰”。

  來到長江流域

  組織中國直流輸電“黃埔軍?!?/strong>

  1981年4月,長江流域葛洲壩水利樞紐工程順利合龍,即將建成。根據當時計劃,這里總裝機271.5萬千瓦,這些電能將被并入華中電網或直接輸送到上海,用來保障華中和華東地區經濟發展需要。從葛洲壩到上海,路途遙遠,專家認為,對于長距離電力輸送,采用高壓直流輸電比交流輸電更有優勢。

  1984年2月,國家計劃經濟委員會正式批準建設葛洲壩———上?!?00千伏高壓直流輸電工程(即“葛上直流”),計劃總投資7億元。李立浧被調至武漢的中國超高壓輸變電建設公司,參與葛上直流籌建,并擔任技術和工程負責人,主持項目技術攻關和組織工程建設。

  對中國來說,直流輸電還是新事物,尚沒有任何技術和工程建設經驗可言,設備也悉數需要進口。在國外,許多引進項目都是“交鑰匙工程”,從土建到調試、項目運營,將整個工程交給外包公司負責。但在葛上直流建設中,李立浧帶領團隊堅持的原則是“引進技術為我所用,在消化吸收中創新”;在設備安裝、調試中均是以中方員工為主,外國專家負責技術支持。

  葛上直流工程中,換流站的閥廳使用的是國外進口鋼結構房,建設完成以后,需要保持密封,注入干燥空氣產生微正壓,以保持室內設備清潔。類似的做法,在國內從未有過。這樣的問題比比皆是,每走一步都是開拓。對整個中國直流輸電事業來說,葛上直流工程是學習的開端。

  結合葛上直流工程建設,李立浧組織了一系列直流培訓班。培訓針對不同層面的人員,持續良久。有電力系統領導干部直流培訓班,包括當時水電部的有關司局領導、華東電管局和湖北省電力局局長、總工程師均參與其中;也有專門針對技術人員的,包括設備運行、系統性技術等。

  此后,葛上直流項目獲得國家優質工程金獎和首屆魯班獎,它為中國培養了一大批直流輸電技術人才?!八鄧槍謚繃魘淶緄幕破揖R膊晃?,李立浧說。

  轉戰珠江流域

  為中國直流輸電工程提供技術范本

  1992年鄧小平南巡廣州時,葛上直流投產,國內第二個高壓直流輸電工程天生橋———廣東±500千伏直流輸電工程(簡稱“天廣直流”)開建。這一工程從云南通往廣東,是西電東送的主動脈之一。根據建成后的數據,它的投運使西電送廣東的能力由120萬千瓦提高到30 0萬千瓦,約占廣東用電負荷的17%.

  李立浧受命這一工程的籌建工作。這時,他的事業“版圖”已完成從黃河流域到長江流域,再轉戰珠江流域的切換。

  “建設天廣直流,我也想來”,他說,從“葛上直流”工程掌握了很多技術知識,恰好這里需要,他覺得,自己義不容辭。

  天廣直流建設期間,國內的直流輸電技術已進步不小。有了“葛上直流”的建設經驗和技術積累,李立浧帶領團隊啟動了一系列直流輸電技術自主化的探索與實踐。他意識到,設備技術規范是制約國內直流輸電發展的關鍵問題,以往,這一環節都是付費由國外咨詢公司完成。

  雖然天廣直流設備技術規范總體由國外負責編制,但李立浧已帶領技術人員深度介入到規范書的研究和編制當中。接下來的貴廣直流工程中,他帶領團隊編制完成了這一工程的設備規范。這不僅結束了由國外咨詢公司代勞的歷史,也為中國直流輸電工程提供了技術范本。

  勇闖“無人區”

  特高壓直流輸電技術領先世界

  廣東經濟正在飛速前進,G D P連續多年位列全國第一,龐大的經濟體量和強勁的經濟增速,需要巨大規模的電力供應來保障。在遙遠的西南地區,豐富的水利資源為電力供應提供了可能。

  在李立浧主持下,天廣直流、貴廣直流、貴廣第二回等多項±500千伏超高壓直流輸電工程啟動建設并相繼投產。經濟社會的發展,呼吁更大體量的“西電東送”。發展更大容量、更遠距離、更高效率的輸電技術,成為電力跨區域輸送迫在眉睫的難題。

  在此背景下,李立浧率先提出建設±800千伏特高壓直流輸電工程。他算了一筆賬,隨著金沙江下游向家壩、溪洛渡等水電的規???,有近4000萬千瓦水電需遠距離高效送出,實踐發現,交流輸電方案技術并不可行。如果以500千伏交流技術進行輸電,每回輸送150萬千瓦,需要至少26回,且交流輸電方案占地大、損耗高,極不經濟。如果以±500千伏直流輸電,每回輸送300萬千瓦,需要至少13回,所以±500千伏直流輸電方案也存在不足。

  如果說±500千伏超高壓直流輸電是一輛快速火車,那么±800千伏特高壓直流輸電就是一輛高鐵,其電力輸送容量、送電距離和輸電效率,都遠遠高于±500千伏超高壓直流輸電。然而,這一技術從未有人嘗試過,國外也僅有對±600千伏超高壓直流技術的探索。

  這一想法提出后,曾遭遇不少質疑的聲音。除國內外沒有任何可借鑒經驗外,特高電壓、特大電流下的絕緣物理特性、電磁環境、設備研制、系統控制等難題亦尚未攻克。

  李立浧覺得,不能因為技術難度大、此前沒有相關經驗就放棄。他帶領國內數十名專家,通過160多家單位聯合攻關,研制了13大類73種主要電氣設備,獲得關鍵技術141項,創造了37項世界第一。

  對于技術攻關的種種細節,李立浧仍記憶猶新。比如,為解決特高壓輸電的外絕緣難題,他提出以硅橡膠復合絕緣材料替代傳統絕緣材料,但國內不具備相應的試驗條件。為此,他們將材料送到瑞典一家實驗室,完成了真型實驗,從理論和實驗上證實了±800千伏超高壓直流輸電的可行性。

  “坦率來說,我從來沒有認為它干不成?!畢蚰隙技欽呋匾浯聳率?,李立浧如是說。他說,在這一工程啟動之初,±800千伏特高壓直流輸電工程的大框架已在他的腦海里搭建好了,“余下的工作是研發、施工各司其職”?!拔夜刈⒌牟喚黿鍪俏侍?,更要關注進程。我們遲早能做出來,但如何保證在這么短的時間里做出來才是關鍵?!?/p>

  2009年12月28日,世界首個±800千伏特高壓直流輸電工程———“云南———廣東特高壓直流輸電工程”單極投運。2010年6月18日雙極投運,實現了世界電力工程史上的重大突破。

  2017年,“特高壓±800千伏直流輸電工程”項目獲得國家科技進步特等獎,他是第一完成人。

  ±800千伏特高壓直流輸電工程建成之后,李立浧并未止步。在他的主持之下,±160千伏南澳多端柔性直流輸電工程、魯西背靠背柔性異步聯網工程、烏東德特高壓多端柔性直流工程等世界領先技術工程相繼投入建設。這一系列具備自主知識產權的核心技術和關鍵技術,成就了中國在直流輸電技術上的世界領先水準。

  “思維非常敏銳,對新生事物有濃厚興趣”,他的同事、南方電網高級技術專家傅明利如是形容他?!吧樸詿傭嘟嵌茸酆峽劑?,從復雜的問題中抓住關鍵,去選擇現實中可行又先進的方案,而不是過于追求當前環境下不可實施的技術先進”,南方電網高級技術專家、南網科研院系統所副所長周保榮則如是表示。

  近年來,李立浧提出“透明電網”的顛覆性發展理念。在他的構想中,把現代信息技術與電網相結合,在電網上以小微智能傳感器獲取數據、以強大的軟件系統為支撐的“透明電網”,能讓電力系統的各個環節直觀展示出來,實現電源信息、網絡信息、市場信息、設備狀態、運行狀態和交易狀態等各個環節的透明。

  他設想,從現在起,用5到10年的時間,實現這一夢想?!啊該韉繽難由?,就是‘透明電力系統’、‘透明能源系統’、系統網絡平臺可以發展成零邊界成本的能源互聯網?!?/p>

  高光時刻

  率先提出研發±800千伏特高壓直流輸電技術,這是此前無人觸及的難題。李立浧帶領國內數十名專家,通過160多家單位聯合攻關,成功建設了世界首個云南———廣東特高壓直流輸電工程。

  特高壓直流輸電技術是國際上公認的中國領先世界的技術,是能源電力領域的重大創新。帶動了中國和世界特高壓直流輸電大規模發展,使得電工裝備成為中國制造的“金色名片”。

  對話

  關于創新

  南都:作為國家科技進步獎特等獎技術主持者,你如何解讀“創新”二字?

  李立浧:創新一要立足于國家的重大需求,二要腳踏實地。我認為,技術創新分為三個層次:

  一是創新性技術,立足于當前,對未來3—5年能起到重大作用;二是前瞻性技術,能夠影響未來5—10年的發展;第三個,我稱為顛覆性技術,這個技術是對未來發生重大影響的,能產生新的發展動力,帶來新的變革及新的行業生態。

  關于“透明電網”

  南都:你提出“透明電網”這一概念,這是電網發展史上的又一個“無人區”,能具體解釋一下嗎?

  李立浧:具體來說,就是將現代信息技術、自動控制技術、人工智能技術等與電網相結合,通過在電網中安裝多個小微智能傳感器,使每一個設備都處于數據影像下。這會徹底改變電網的信息形態,整個電網系統都將是智能的、透明的。

  利用信息技術,整個電網將實現全面可見、可知、可控。在規則的允許下,誰需要信息都可以獲取,它透明地呈現在大家面前,這樣公眾才能掌握需要的信息。

  透明電網未來對于可再生能源發展、對能源革命會起到很大作用,使電力形態、能源形態發生革命性變化。

  關于教育

  南都:你的另一個身份是華南理工大學電力學院名譽院長、博士生導師和教授,投身教育對你來說有何意義?

  李立浧:我喜歡和年輕學生在一起,年輕人有朝氣、思想活躍。在日常教學、生活中,也愿意跟他們一起探討各方面的學術問題,從而激發一些新想法、新創意。

  教學和科研,兩者側重點是不同的。長期在企業的科研工作經歷與目前的教學工作相結合,能使我思維更加開闊。我們在教學和科研方面都要緊緊把握國家重大需求,都要有前瞻性的眼光,去考慮技術的發展方向。

  出品:南都采編指揮中心

  統籌:南都人物新聞工作室

  采寫:南都記者劉雪

  攝影:南都記者鐘銳鈞

  視頻:南都記者李琳 陳沖

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