薛峰(左一)與研發人員在實驗室討論默拉直流穩控方案。南瑞集團供圖
萬家燈火里有他執著的堅守,能源轉型中有他奮斗的身影;作為一名電力人,他牢記保障國民經濟發展和民生幸福的神圣使命;作為一名科研人,他堅守科技強國、科技報國的信念情懷。他是2023年度“央企楷模”、國家電網有限公司首席專家、南瑞集團有限公司首席專家、系統保護實驗室主任薛峰。
構建中國獨有、全球引領的電網時空協調安全防御系統,研發世界首套特高壓交直流電網系統保護,建成世界上集群規模最大的系統級硬件在環實驗驗證平臺……薛峰和所在的科研團隊三十年如一日,以十年磨一劍的韌勁,以“一輩子辦成一件事”的執著,深耕大電網安全穩定控制領域,鑄就電網安全“決策大腦”,構建電力輸送“安全衛士”。搞技術、攀高峰,抓創新、帶隊伍,薛峰帶領的團隊成為保障我國電網安全穩定運行的核心團隊,攻克了一系列關鍵技術及諸多“卡脖子”難題,為保障我國電網安全穩定運行貢獻力量。
沉下心來十年磨一劍
當好電網安全守護者
我國電網多年來保持安全穩定運行,其中一個很重要的原因,是擁有基于“三道防線”的故障防御體系和電網安全穩定控制系統。
如果把電網安全穩定控制系統比喻成人體,部署在調度控制中心的控制主站則如大腦,而安裝在發電廠、變電站的控制裝置就相當于四肢。遇到故障時,控制主站發出指令正確和控制裝置執行指令精準、快速,就是電網安全穩定控制系統的關鍵工作。穩定控制系統365×24小時實時運行,要求100%可靠動作,是電網發展各階段的全天候“安全衛士”。
1992年從上海交通大學畢業后,薛峰進入南瑞集團前身——能源部南京自動化研究所,從事電力系統暫態穩定量化分析研究。二十世紀八九十年代,我國電源建設、電網發展與經濟發展的速度不匹配,停電時常發生。
“我最初的工作,主要是研究分析電網距離安全邊界還有多遠,從而及時調整電網運行狀態。這就好比盲人在導盲犬的指引下可以提前避開障礙物并調整行走方向,這正是避免發生大停電的關鍵?!毖Ψ逭f。
深感責任重大的薛峰刻苦鉆研專業技術。也正是在這一重大技術攻關過程中,薛峰發現自己專業知識和科研能力需要進一步提升。他選擇了繼續學習,在國內獲得碩士學位后,又赴英國攻讀博士學位。完成學業并在國外工作了一段時間后,2009年,薛峰義無反顧地回到祖國。伴隨著我國電力事業的飛速發展,他深深感受到,只有扎根強大的祖國,他的專業知識才能發揮更大作用,創造更大價值。
當時,國內電網區域聯網的格局已基本形成,特高壓建設如火如荼。大規?!拔麟姈|送”、特高壓輸電和新能源的發展,實現了更大范圍內的資源優化配置,同時也使得確保大電網安全穩定的難度不斷加大。
2011年,薛峰參與風電場、光伏電站集群控制系統研究與開發,牽頭完成了大規模新能源發電并網集群協調控制框架設計工作。該系統研發成功后推廣至甘肅、寧夏、河北和吉林等省份15個省級電網,覆蓋了我國全部千萬千瓦級風電光伏基地,改善了大規模風電、光伏基地并網控制與消納難的狀況。
“既然選擇了做一件事,就要盡力做到最好。”正是懷著這樣的信念和執著,薛峰在大電網安全穩定控制的技術攻堅路上滾石上山、爬坡過坎,在一次次突破中堅守著電網安全的高地。
矢志攻堅自立自強
勇攀電網技術高峰
“十二五”期間,特高壓交直流電網快速發展,我國電網逐步發展成為世界上電壓等級最高、規模最大、控制運行最復雜的交直流混聯電網,交直流、送受端耦合,日趨復雜的大電網特性呼喚著電網安全穩定控制系統的升級。
2015年年底,國家電網公司戰略性提出建設“特高壓交直流電網系統保護”。
“系統保護目標是控制大電網安全運行風險,這是覆蓋于特高壓交直流電網上的一個綜合二次控制系統,國內外尚無建設實例?!北M管在大電網安全領域已經身經百戰,薛峰和團隊在接手這項任務時仍感到不小的壓力。
沒有建設先例,意味著沒有可借鑒的現成實例,需要全新的方法與視角。
搭建控制系統,意味著不只要從“點”上突破具體技術,更要從“面”上搭建系統保護的總體框架。剛開始,團隊試圖通過完善傳統的常規控制方法讓控制更精準和有效,可具體方案討論了一輪又一輪,哪怕將傳統的方法用到極致,還是解決不了多回特高壓直流閉鎖設防難、可用控制措施不足等問題。
2016年3月的一個晚上,系統保護方案編寫組成員因為多次討論未果,個個眉頭緊鎖。成員董希建回憶:“當時最痛苦的不是熬夜加班,而是沒有頭緒?!边@時,薛峰打破了沉默:“既然傳統方法不能全部適用,那就打破常規,繼承、發展并重構一套新的控制系統?!边@一下子就打開了系統保護的建設思路。
薛峰帶領團隊翻閱了國內外的大量資料,跨領域跨行業獲取靈感,密集“迭代”新想法,終于按時完成了系統保護建設總體方案。2016年5月,方案通過了包括6位中國科學院院士、中國工程院院士在內的近20位資深專家的評審,獲得高度認可。
“在具體制定穩定控制策略時,我們引入了風險量化的概念,協調優化各道防線的控制措施,力爭形成既能保證大電網安全穩定又兼顧經濟性的策略?!毖Ψ逭f。
不斷從已知中汲取營養,不斷向未知發起探索。從特高壓系統保護總體方案的頂層設計,到各大分區電網系統保護方案的編制,再到系統研發,薛峰帶領團隊跨過了一個又一個難關。
系統保護理論上可行,更要經得起實踐的檢驗。隨著新能源并網規模逐步增大,特高壓交直流電網快速發展,電網運行不確定性顯著增加,電力系統故障特性、穩定機理以及系統保護接入后的控制效果等方面需要研究與驗證。2017年,國家電網公司推動建設系統保護實驗室,薛峰再次肩負重任,擔任項目執行負責人。
實驗室相當于構建了實際大電網邏輯映像系統,將一個跨區域多層級的電網系統在實驗環境下進行功能保全、接入海量控制終端,任務十分艱巨?!斑@就像把大象裝到冰箱里,并且要保證冰箱里還是大象,還能給大象做全方位的體檢?!毖Ψ逭f。
從方案編制、專家論證、關鍵技術研發到可靠性評估,從出廠驗收、工程驗證、故障反演和現場裝備運維,薛峰帶領團隊將實驗室建成世界上集群規模最大的控制系統級硬件在環實驗驗證平臺,在保障國家電網安全生產運行中發揮了重要作用。
目前,系統保護的安全防御范圍已覆蓋我國電網的90%,在關鍵核心裝備上實現了完全自主可控,成為保障我國電網安全運行的“大國重器”。
堅持創新引領
推動電網安全標準走向世界
在巴基斯坦,由中國國家電網公司投資建設并運營的默拉直流輸電項目推動當地實現“南電北輸”。該項目首次在國際上采用±660千伏直流技術,并擁有完全自主知識產權。諸多中國元素中,安全穩定控制系統也是其中之一。這是我國大電網安全穩定控制技術“走出去”的案例之一。
“標準引領是國家和企業參與高質量競爭的重要標志,對于產品走向國際也是非常重要的認同。掌握了話語權,競爭時才能有制高點?!背掷m開展技術攻關的同時,薛峰將目標放得更長遠,將眼光投向了國際標準。
薛峰將工作方向設定在向世界上成立最早的、標準權威性獲世界公認的國際性電工標準化機構——國際電工委員會(IEC)申報籌建專門的電網穩定控制技術委員會。2013年起,薛峰帶領團隊開展了漫長而艱難的IEC技術委員會申報之路。
2020年2月,歷經8年不懈努力,薛峰發起促成IEC互聯電力系統網絡管理分技術委員會(SC8C)落戶中國,并擔任秘書長。IEC/SC8C研究范圍涵蓋電力系統可靠性、安全性、穩定性和韌性領域,致力于互聯電力系統規劃、設計、運行、控制和市場接入等相關技術及裝備標準的制修訂和推廣應用。從此,我國電力運行控制領域專家開展國際標準研制工作有了更大的舞臺。
2023年3月,IEC/SC8C分委會主導發布了《電力系統穩定控制框架設計導則》(IEC TS 63384-1)。這是中國主導研制、世界范圍內首次發布的IEC穩定控制框架性國際標準,實現了電網安全穩定控制領域“中國方案”上升為國際共識,在國際舞臺上發出“中國聲音”。
“用心才能創新,競爭才能發展?!北兄@樣的信條,薛峰在創新路上不斷求索,持續輸出創新成果,也帶出一支有能力、敢創新、有情懷的學習型團隊。
學術上嚴謹,做人上寬容,是薛峰帶團隊的風格。進入薛峰團隊超過10年的侯玉強始終記得薛峰的話——“我們不是對產品負責,而是對電網安全負責?!弊鳛閲译娋W系統保護實驗室的建設者之一,侯玉強將“精益求精”作為行事的第一準則。
“我們團隊的氛圍是對待科研工作一絲不茍,但遇到實際困難也不過于苛責,這給了大家很大的信心和底氣?!睆耐苿酉到y保護實驗驗證自動化、標準化,到邁向智能化,侯玉強深感責任重大?!拔覀儗W了電力專業,掌握了這門技術,就有責任把這件事做到最好?!痹谘Ψ鍘ьI下,團隊成員認真對待每一份實驗報告,對系統保護運行可靠性各個環節嚴格把控,將系統運行風險防控在源頭階段,不僅推動了電網安全水平的提升,也帶動了產業鏈上的相關企業不斷提升電網裝備研制水平和市場競爭力。
作為團隊帶頭人,薛峰在大家眼中更像老師和兄長。團隊成員??嫡f:“他就像個嚴格又和藹的老師,工作中遇到了任何困難和問題,他會主動和你一起剖析原因,把正確的方法教給你?!?/p>
薛峰會定期組織團隊開展專題技術研討,在科研思路、技術攻關、業務拓展、個人成長等方面給予團隊成員指導?!皥F隊高學歷技術人才較多,思想活躍、渴望成長,我們堅持‘一人一策’,根據他們的特點加以引導,創建各類平臺激勵他們創新創效,幫助他們更好實現自我價值?!毖Ψ逭f。
如今,薛峰帶領團隊正圍繞新型電力系統構建研發新一代自適應停電防御系統,開展電力系統主動支撐能源轉型、碳達峰與碳中和路徑優化研究,著手碳管理系統研發和應用。
面對電網安全形勢紛繁復雜的變化,這支電力安全團隊緊緊跟隨,在新的領域探索未知。他們還有很多目標要實現,而這份對于安全的責任與堅守,如同燈塔照亮逐夢前行的路,激勵著大家解決一個個難題,在電網安全控制領域取得更多技術突破和應用成果,更好守護萬家燈火。
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