春季電力報告丨科技實力進步躍升 服務國家發展大局

科技實力進步躍升 服務國家發展大局

——自主創新的三代核電技術全球首堆建成運行，全球電壓等級最高柔性直流電網工程創12項世界第一

  2月19日，南方電網公司發布：歷時五年研制、驗證的電力專用主控芯片“伏羲”實現量產！作為國內首個基于國產指令架構、國產內核的電力專用主控芯片，其量產標志著我國電力工控領域核心芯片從“進口通用”向“自主專用”轉變，電力二次設備核心元器件做到了自主可控。

  “伏羲”的出現絕非偶然。近年來，我國電力行業持續加強關鍵技術攻關和重點裝備研發，走在科技創新前沿。

  回顧剛剛過去的2020年，多項電力重大創新成果涌現。我國完全自主知識產權的三代核電技術——“華龍一號”并網商運；迄今為止世界上規模最大的水利樞紐工程和綜合效益最廣泛的水電工程三峽工程完成整體竣工驗收；世界首個具有網絡特性的±500千伏張北柔直工程建成投運，并創造了12項世界第一……

  電力行業的科技創新，不僅踐行了國家綠色發展戰略，也為提升具有自主知識產權核心技術的國際競爭力提供了有力推手。

  發電技術國際領先

  促進能源產業轉型升級

  青海省的官方數據顯示，截至2020年底，青海電網總裝機4030萬千瓦。其中，清潔能源發電裝機容量達到3638萬千瓦，占比超9成；新能源裝機占比超6成，風電發電利用率為97%，光伏發電率為95%。

  清潔能源在青海得以大規模開發利用，除了省內風、光、水等自然資源優厚這一有利條件，電力技術的突破是不可或缺的重要因素。

  “十三五”以來，我國在可再生能源技術、儲能技術等方面后發優勢明顯，能源新業態加速興起，有效促進了我國能源產業轉型升級。

  看光電——晶硅電池、薄膜電池最高轉換效率多次創造世界紀錄，逆變器、數據采集與遠程監控系統等關鍵設備均已實現自主化，有力支撐我國光伏產量及裝機規模世界第一。塔式、槽式、菲涅爾式等太陽能熱發電技術進入商業化示范階段，基本建立了完整的太陽能熱發電技術產業鏈，達到國際先進水平。我國的光伏發電技術，已當之無愧地處于世界“領跑”地位。

  看風電——陸上風電技術整體達到國際先進水平，開發了與國情相適應的低風速、低溫、高原等兆瓦級新型風電機組并實現廣泛應用，有力支撐我國風機產量、裝機規模世界第一；海上風電技術攻關及示范有序推進，自主研制的10兆瓦級海上風電機組并網發電。

  看儲能——我國已初步建成包括儲能電池、電池管理系統、功率轉換系統、能量管理系統等在內電化學儲能裝備產業鏈；已初步建立工程設計、工程施工、接入調試、運行維護、設備檢修等應用產業鏈；初步建立了電力儲能標準體系。

  在科技探索的征途上，傳統能源領域亦齊頭并進?！笆濉币詠?，我國在燃煤發電、水電等行業推動持續創新，確保相關領域持續保持國際領先水平。

  在煤電方面，我國超超臨界機組技術水平、裝機總量和機組數量均居世界首位。建成世界最高參數的百萬千瓦超超臨界二次再熱機組、世界首臺60萬千瓦超臨界循環流化床發電機組。目前，我國正在有序推動建設具有自主知識產權高溫合金材料的630℃超超臨界二次再熱機組、66萬千瓦等級超超臨界循環流化床發電機組。煤電超低排放機組占比超過85%，煤電大氣污染物排放水平已經進入世界領先行列，已經建成世界上最大的清潔煤電供應體系。煤電節能提效改造、靈活性改造技術進一步成熟推廣應用。

  在大型水電方面，依托白鶴灘水電站，水電機組單機規模提升到100萬千瓦。自主研發的百萬千瓦水輪機模型穩定性、可靠性指標進一步提高，運行效率達到96%，是我國大型水力發電技術裝備的又一重大突破。水電工程建設能力世界第一，大型水電機組成套設計制造能力領跑全球，掌握了世界單機容量最大的百萬千瓦水輪發電機組和三十萬千瓦級抽水蓄能機組設計和制造技術，支撐我國成為全球最大水能利用國家。

  核電方面的成績更是可圈可點。在借鑒國際先進技術理念和成熟經驗基礎上，我國核電行業自主研發了百萬千瓦級三代核電華龍一號和國和一號，主要技術和安全性能指標均達到世界先進水平。

  目前，我國核電已形成了較完備的產業體系，自主成套能力達到10套/年左右，壓力容器、蒸汽發生器、數字化儀控系統（DCS）、超大型鑄鍛件等重大裝備和關鍵材料實現國產化，國產化率達到85%以上。自主研發的世界首臺具有四代特征的高溫氣冷堆商業示范堆、首臺快中子堆示范項目已分別在山東石島灣和福建霞浦開工建設。模塊化小型堆、海洋核動力平臺等先進核反應堆技術也具備示范應用條件。先進核燃料元件實現自主制造，建成了乏燃料后處理中試廠。

  輸電技術攻關克難

  為世界提供“中國方案”

  2020年6月，張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程宣布竣工投產。這意味著，每年將有140億千瓦時的清潔能源將通過這條“空中高速路”輸送出去。這對貫徹落實我國能源轉型與綠色發展決策部署，構建清潔低碳、安全高效的能源體系將起到科技引領示范作用。

  作為我國重大科技試驗示范工程，該工程是世界首個真正具有網絡特性的直流電網工程，核心技術和關鍵設備均為世界首創。工程應用了最先進的電力生產、傳輸、存儲、消納和運行控制技術，創造了12項世界第一，并成功實現了“突破柔性直流電網構建難題、突破柔性直流容量提升難題、突破柔性直流可靠性提升難題”三大突破，為破解新能源大規模開發利用這一世界級難題提供了“中國方案”。

  對大容量遠距離輸電領域技術的不懈探索，有力支撐了相關重大能源工程建設?！笆濉币詠?，我國自主研發、設計、制造并建設了一批世界電壓等級最高、輸送距離最長、輸送容量最大的特高壓輸電工程，全面掌握了1000千伏交流、±1100千伏直流及以下等級的輸電技術。

  柔性直流輸電技術占領世界制高點，自主研發建設的世界首個多端柔性直流輸電工程已在廣東南澳投運；世界上容量最大、電壓等級最高的統一潮流控制器（UPFC）工程落戶蘇南；全球電壓等級最高的烏東德水電送出±800千伏特高壓多端直流示范工程已開工建設，將有效推動風電、光伏、水電大范圍輸送消納并提升大電網安全水平。超導輸電技術、先進電力電子器件等前瞻性技術和核心設備也獲得長足進步。

  回望2020年，我國不僅持續加快跨省跨區電力通道建設，充分發揮大電網綜合平衡能力，多項核心技術攻關更是取得新成效，新技術應用成果豐碩。

  國家電網公司的諸多科技成果，勾勒出了2020年的創新圖集——國產±800千伏換流變用干式套管、±535千伏直流電纜、126千伏無氟開關研制成功，3300千伏IGBT、電力工程芯片等核心零部件研制取得重大進展，遠海風電柔性直流并網送出成套設計技術取得全面突破。投運1171座北斗地基增強站，初步建成電力北斗精準位置服務網。數據中臺、物聯平臺和業務中臺建設加快推進，網上電網、新能源云、基建數字化、現代智慧供應鏈等應用成效明顯。

  南方電網公司成功研制國內首臺40.5千伏新型含氟烯烴環保氣體絕緣電氣設備并一次性通過試驗，標志著我國在環保氣體絕緣技術領域形成了全新的自主技術路線，打破了國外在絕緣替代氣體行業的壟斷地位，實現相關產品的國產化，對促進國內氣體絕緣設備升級換代、助力實現我國碳達峰、碳中和目標等具有重大意義。同時，該公司以超導、柔性直流穿墻套管、波浪能發電裝置等一批關鍵核心技術為突破口，加快關鍵核心技術攻關專項行動，實施關鍵核心技術攻關項目達83項。

  累累碩果為“十三五”畫上完滿句號，嶄新的“十四五”業已啟程?？萍颊魍居罒o止境，我國電力行業必將開拓前沿，促進創新活力競相迸發，推動科技實力進一步躍升，服務國家發展大局。（轉自中國電力新聞網  記著 莫非）