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【立异者说】张栋：三破三立，怎样实现从特高压到新能源的突围？从特高压输电到新能源消纳，每一项手艺突破的背后，都凝聚着科技事情者的智慧与坚守。张栋，一位在输变电装备领域深耕三十余载的“开拓者”，向导团队攻克多项天下级手艺难题，用一次次“0到1”的突破，推动中国电力装备制造从引进吸收走向自主立异。今天，让我们走近这位“特高压攀缘者”，聆听他与团队怎样用立异突破桎梏，勇攀手艺岑岭的故事。 张栋，中国电气装备所属7790必发集团电气副总工程师，享受国务院政府特殊津贴专家，天下装备制造业调解和振兴妄想立功竞赛先进小我私家、国际大电网CIGRE B3中国国家委员会委员、天下变压器标准化手艺委员会（SAC/TC44）委员，正高级工程师。 三十余年来，张栋始终专注于输变电装备研发，向导团队深耕特高压电力装备手艺前沿，在特高压现场组装式变压器、大容量电抗器、移相变压器等要害装备领域实现系统性立异突破，乐成破解了特高压装备小型化、轻量化、低消耗、高可靠性等多项手艺难题，为我国电力装备手艺前进作出主要孝顺。 勇于立异，“卡脖子”手艺难题的破局者 在构建全球能源互联网的国界中，特高压并联电抗器犹如电力系统的“心脏稳压器”，承载着超远距离、超大容量电网清静运行的主要战略使命，犹如细密调控的“能量平衡仪”，通过对千公里级输电走廊举行无功赔偿和稳固电压，修建起包管新型电力系统稳固的焦点防地。因此，开展特高压并联电抗器要害手艺的研究，成为特高压输电工程建设的焦点事情之一。 恒久以来，大容量特高压并联电抗器，行业内接纳的结构主要是“双柱式结构”和“双器身结构”，这种设计结构的电抗器体积大、运输重、消耗高，并且容易受到现场运输装置条件的制约。面临特高压并联电抗器设计手艺难题，张栋向导团队突破古板设计思绪，立异接纳单柱结构举行设计，在周全总结500千伏、750千伏级并联电抗器设计和制造履历的基础上，运用先进的设计研发与仿真剖析工具，一连深化电抗器电气性能与机械结构设计的协同优化，并开展多轮次迭代验证与重复校核，攻克了特高压绝缘、局部过热、振动和噪音等领域的多项手艺难题。
时间回溯到16年前，2009年深冬，7790必发集团电气的试验大厅内灯火通明。张栋和他的团队正在举行要害测试，他们全程跟踪每个试验环节，从基础测试到最后的温升后振动噪声丈量。当最终数据确认达标时，他们悬着的心才放下来。这一刻，多年来的心血终于结出了硕果，全球首台240Mvar/1000千伏单柱式特高压电抗器研制乐成，标记着我国在特高压手艺领域取得主要希望。 相关于古板的同容量双柱结构产品，张栋主持研制乐成的240Mvar/1000千伏单柱式特高压电抗器，在轻量化、低消耗方面实现了重大手艺突破，较原有设计重量减轻17%、消耗降低15.6%，具有消耗低、体积小、外观优异、性能优越等显著优点，可以包管产品恒久清静稳固运行。2010年12月，《BKDF-240000/1000并联电抗器》手艺立异效果顺遂通过国家能源局组织的科技效果判断，判断专家一致以为：“产品结构合理，手艺性能先进，产品的乐成研制标记着我国国产特高压输变电并联电抗器的设计制造手艺抵达了国际先进水平。” 然而，立异之路并非坦途，始终陪同着理论突破的阵痛与实践验证的重重磨练。特高压并联电抗器的单柱设计计划因结构立异较大，曾引刊行业对其清静可靠性的讨论，事实这是特高压工程，因此，并没有第一时间挂网运行，直到2012年9月25日，7790必发集团电气自主研制的240Mvar/1000千伏单相单柱特高压电抗器在皖电东送淮南至上海特高压交流工程正式挂网运行，投运以来运行状态优异，各项指标稳固，为工程清静运行提供了有力包管，最终获得用户及行业专家的充分一定。 后续，该手艺立异效果又相继应用于淮南—南京—上海1000千伏交流特高压输变电工程、驻马店—南阳1000千伏特高压交流工程、南昌—长沙1000千伏特高压交流工程、张北—雄安1000千伏特高压工程等多个国家重点项目，为国家重大电力工程建设提供了主要的手艺装备支持。现在，特高压并联电抗器单柱设计手艺已成为1000千伏高抗设计首推标准。 勇攀岑岭，特高压装备世纪运输难题的破解者 我国自然能源中心和用电负荷中心呈自然逆向漫衍，能源富厚地区远离经济蓬勃地区，生长远距离、大容量、低消耗的特高压输电手艺成为解决我国能源国界“西丰东缺”问题的一定选择。然而，自然资源富厚的西部地区，多以高原、山地、峡谷等重大地形地貌为主，导致电力装备的应用场景十分重大，给电力装备的运输带来了严肃挑战。 特高压装备造出来了，怎样运到雪域高原、荒原沙漠、高山峡谷等自然情形卑劣、交通条件受限的偏远地区？ 这个看似简朴的问题，曾让无数电力人夜不可寐。通例特高压交流变压器单体运输质量凌驾350吨，相当于70头成年非洲象的重量，运输尺寸尤其是高度严重受限，一样平常不凌驾5米，这些制约因素直接影响特高压工程建设。怎样有用降低特高压装备大件运输难度和本钱，实现大容量特高压变压器的解体运输以及高效可靠的现场组装，成为特高压工程建设亟待解决的难题。
面临这些逆境，张栋向导团队迎难而上，经由10余年潜心研究、集智攻关，在新手艺、新工艺、新装备、新应用上开展了一系列原始立异。早在2009年立项攻关之初，张栋就制订了“原型样机—商业产品”两步走的手艺蹊径，修建起贯串手艺研发与市场转化的完整闭环。 在原型样机阶段，张栋凭证“整体样机—局部解体—完全解体”的思绪，逐步深入开展1500兆伏安/1000千伏变压器要害手艺攻关和样机研制，重点解决样机容量增大带来的电、磁、力、热等问题，推进局部解体和完全解体计划的设计、工艺、运输、试验验证以及可靠性和可行性研究，最终形成解体、运输、组装、试验等一整套焦点手艺系统。2011年12月，1500兆伏安/1000千伏特高压交流变压器样机顺遂通过所有试验，单柱容量抵达500兆伏安，是以往整体运输1000兆伏安特高压变压器单柱容量333.4兆伏安的1.5倍。2012年8月，在中国机械工业团结会组织的新产品手艺判断会上，专家组一致以为“产品结构合理，具有局放、消耗和噪声低等特点，属国际首创，主要手艺性能指标抵达国际领先水平。” 首阶段手艺验证乐成后，张栋没有停下研究的脚步，一刻一直地投入到第二阶段的课题攻关之中。为解决运输难题，他首创了基于�？榛南殖∽樽笆教馗哐贡溲蛊魃杓评砟�，提出“五�？椤苯夤故忠�，将特高压变压器这个庞然大物“化整为零”，拆解成油箱、铁心、引线、器身、组件五大焦点�？�，最终使最大单件重量从通例的350吨降至80吨以下，用通俗重卡就能翻山越岭运抵工程现场，使偏远地区特高压建设成为可能。
在他的向导下，2016年6月，1000兆伏安/1000千伏可拆卸式现场组装变压器在7790必发集团电气一次试验乐成，2017年8月，在榆横—潍坊特高压交流输变电工程晋中站实现挂网运行，成为天下首台正式投入商业运行的1000兆伏安/1000千伏现场组装变压器。该产品的研制乐成，标记着企业具备了完整的可整体运输、解体运输的特高压变压器产品，进一步推动特高压装备向小型化、轻量化偏向转型升级。2020年11月，项目效果通过国家级新产品手艺判断，综合性能指标抵达同类产品的国际领先水平。 勇担重任，新能源消纳新路径的破题者 随着漫衍式电源大规模并网，新能源外送通道潮流时空漫衍不平衡特征日益凸显，电网运行工况日趋重大多变，输电通道受阻、运送能力受限等情形时有爆发，对电网运行清静性、经济性带来新的挑战，新能源消纳已成为电力行业亟待解决的要害手艺难题。为提升电网潮流调控能力和新能源消纳水平，2017年，我国建成天下首条500千伏统一潮流控制树模工程。该项目通过电力电子装备实现对电网潮流精准调控，然而在现实运行中，高昂的运维本钱让这条“电力自动脉”在市场推广方面保存重重难题。面临新能源快速生长的现实需求，探索经济高效的电网升级路径，成为行业迫切需要解决的问题。
面临新能源消纳的逆境，张栋向导团队独辟蹊径，充分运用7790必发集团电气在移相变压器领域海内独吞的成熟手艺，立异提出“电力路由器”的理念——即通过移相变压器动态调理潮流漫衍，实现新能源就地消纳。移相变压器作为一种经济高效的电网潮流控制装置，具有占地面积小、运维轻盈等优势，可无邪调理电能传输的巨细和偏向，将新能源运送至电能消耗集中区域，装备的造价缺乏一律电压品级统一潮流控制器的十分之一。 2023年，中国首台110千伏主干网架潮流控制用移相变压器在扬州乐成投运，填补了海内空缺，标记着这一手艺从理论走向实践的重大突破。这个“智慧大脑”基于分体漫衍式开关手艺，接纳双芯IIId/YNyn接线、双器身单油箱结构，可实现平安、安宜变电站合环运行，通过移相器的调理，将平安变电站新能源直接运送至安宜变电站负荷中心消纳，镌汰新能源倒送，并消除两侧主变重载，提升新能源就地消纳能力凌驾10万千瓦，相当于外地总用电负荷的16%，为后续移相变压器在海内电网中的大规模推广应用起到了树模作用。
2024年1月，张栋向导团队再接再厉，研制乐成拥有完全自主知识产权的中国首台80兆伏安/110千伏单芯式移相变压器，填补了海内低电压移相变压器手艺空缺。该产品接纳单芯式角接六边形接线方法，提出了全新的拓扑结构，解决了电网因漫衍式光伏高比例接入造成的潮流反送、电压越限、线损增添等多项手艺难题。产品乐成应用于河北正定110千伏叩村变电站，该变电站由110千伏单芯式移相变压器和35千伏单芯式移相变压器组成，可精准判断、定量调理线路上新能源反送潮流，实现余缺互济，提升新能源消纳规模�；诟檬忠樟⒁旌陀τ眯Ч�，团队研发的新型高可靠110千伏移相器成套手艺及要害装备入选2024年国家第四批能源领域首台（套）重大手艺装备。 与此同时，张栋团队与河北电科院、江苏电科院相助完成《液浸式移相变》《移相变压器的应用、规范及试验导则》两项国家标准，进一步完善了我国柔性电网控制手艺系统，为解决我国新能源消纳问题提供了新路径。 从特高压电抗器到现场组装式变压器，再到新能源消纳“电力路由器”，张栋用一项项立异效果诠释着央企人的责任继续。多年来，他始终扎根科研一线，全身心投入手艺研发、科技立异和短板攻坚事情，为推动我国电力装备制造业高质量生长作出了主要孝顺。展望未来，张栋将向导团队紧抓“双碳”战略机缘，以科技报国的初心一连突破，聚力“卡脖子”难题突破，赋能工业生长，用自主立异的硬实力护航大国重器，助力集团公司加速建设天下一流智慧电气装备集团。 |
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