南瑞集團全面支撐特高壓和智能電網建設，助力中國電力事業走向新的輝煌

南瑞集團有限公司作為國內電氣行業的龍頭企業，作為我國首批科研院所轉制的成功典范，堅持科研產業良性互動、協調發展，走出了一條具有自身特色的自主創新之路。經過多年的自主創新，南瑞集團在大電網安全穩定控制、繼電保護、電網調度、新能源接入等領域成為引領者，全面支撐特高壓和智能電網建設，攻克多項世界性難題。

40年來，南瑞集團在風雨征程中持續創新，砥礪前行，收獲累累碩果。
       

搶占大電網安全穩定

控制技術制高點

8月下旬，南瑞集團成功舉辦第三屆“紫金論電”國際學術研討會，多國業界頂尖專家共話智能電網保護和運行控制領域最新研究成果，全方位推動國際學術交流。這項國際學術活動由中國工程院院士、國網電科院名譽院長薛禹勝提議發起和命名。薛禹勝是穩定性理論及電力系統自動化專家，也是南瑞集團穩定技術的“掌門人”。

追溯到上世紀80年代，薛禹勝創造性地提出電力系統暫態穩定分析全新計算方法EEAC，開創了時變非線性系統運動穩定性的量化研究。EEAC是目前唯一得到嚴格證明的定量分析方法，解決了電力系統暫態穩定性定量分析世界難題。這項技術獲國家科技進步獎一等獎，商品軟件在國內外廣泛實現工程應用，獲中國專利優秀獎。之后，薛禹勝提出廣域監測分析保護控制系統（WARMAP），目前系統已在我國三分之二的省級電網控制中心推廣應用，總體水平和工程應用處于國際領先地位，推動了電網安全穩定實時預警和協調防御系統的建設，保障了大電網安全穩定運行。

基于此項理論基礎，面向新一代電力系統建設實際需要，南瑞集團電網安全穩定控制技術團隊不斷創新。在他們提交的成績單中，一批批有影響力的研究成果脫穎而出：2011年全國首套“大型集群風電有功智能控制系統”在甘肅電網投運，多項成果填補國內空白，成為大容量新能源發電并網控制技術發展的里程碑。2015年國家863項目“甘肅風光集群控制系統”示范工程研發成功，實現了我國規模化風光電集群控制領域從“技術跟隨”到“技術引領”的重要轉變。2017年世界首次特高壓直流閉鎖沖擊試驗成功，全面驗證了世界首個大電網頻率緊急協調控制系統的可靠性和措施的有效性。總投資2.8億元的國家電網公司系統保護實驗室于2018年投入運行，構建了全球最大規模系統實時仿真平臺。此前，國內外尚無建設實例。

成果并不限于此。在國家電網有限公司主導建設大規模源網荷友好互動系統之時，南瑞集團電網穩定技術團隊擔當重任，開展大規模源網荷負荷精準控制理論、互動機制研究，歷時兩年多，攻克多項關鍵技術，研制成套裝備，在江蘇大規模源網荷友好互動系統示范工程實現應用。一期、二期工程實現完美“收官”，前不久剛剛投入試運行的三期工程為今年江蘇電網迎峰度夏工作帶來巨大幫助，提升特高壓直流送電能力154萬千瓦，年增利潤約8400萬元。

“系統解決電網電力供需瞬時平衡問題，防止連鎖故障和電網失穩風險，實現了快速負荷調控方式的改變。緊急事故發生時不需要‘一刀切拉電’，同時也能將事故應急處理時間從分鐘級提升至毫秒級。”現場技術人員說。

大規模源網荷友好互動系統的建成標志著我國首次實現大規模、多層級、多類型、多時間尺度可中斷負荷協同控制的工程應用，為能源更大范圍優化配置提供了堅強保障。該系統還將在山東、河南、上海、浙江、安徽、湖南6個省級電網推廣應用，進一步展現威力。

實現繼電保護技術

世界領先

繼電保護系統是保證電力系統安全運行的基礎，可有效提高電力系統的運行效率，預防電力系統故障帶來的損失。

南瑞集團被稱為國內高壓電網繼電保護技術的開創者，技術團隊由中國工程院院士沈國榮領銜。上世紀80年代初，沈國榮發表了《工頻變化量方向繼電器保護原理的研究》論文，在學術界首次提出了工頻變化量保護原理。此后，技術團隊先后成功研制LFP、RCS和PCS三大系列電力系統繼電保護控制產品，產品性能比肩甚至超過ABB、西門子等企業的同類產品，確立了我國繼電保護技術的世界領先地位。

創新的腳步從未停止。南瑞集團在繼電保護領域不斷開拓，從線路保護到主設備保護，從中低壓到特高壓，形成了全系列繼電保護產品。超高壓繼電保護產品國內市場占有率超過40%，廣泛應用于三峽輸變電、“西電東送”、北京奧運會、上海世博會和大型火電、水電、核電等國家重點工程中，創造了多項世界領先的新技術，頻頻打破國外壟斷。

2017年，“保護就地化”被確定為繼電保護四大技術發展特征之一。就地化保護以就地化、小型化、即插即用為主要特征，把保護裝置重新安裝到一次設備現場，簡化網絡通信，采用直采直跳方式，降低動作時間，全力保障智能電網安全穩定運行。2018年4月，好消息傳來，南瑞集團提供整體解決方案的世界首座加裝全類型就地化保護裝置500千伏變電站投運，這是全球電壓等級最高的就地化保護裝置，成功實現了就地化保護全系列化、高電壓等級的重大突破。“這是厚積薄發取得的成果之一。”項目負責人感慨地說。

引領電力調度自動化

技術發展

翻開南瑞集團檔案館的老照片，SD-176計算機及其配套設備、獲獎證書的照片格外珍貴。上世紀80年代前，SD-176計算機在京津唐電網首次開展電網的計算機調度，可稱為傳統意義的第一套國產調度自動化系統。

電力調度自動化是南瑞集團起步最早的專業，也是目前的核心產業之一。在這個領域，南瑞創造了多項第一，第一套國產分布式UNIX調度自動化系統RD-800,第一個地調SCADA系統通過實用化驗收，第一個國產省調應用軟件實用驗收，第一套國產配網自動化主站系統……成功開發了OPEN-2000、CC-2000、OPEN-3000等系列產品。2008年起，作為主要承擔單位，南瑞集團研發特大電網一體化調控系統D5000。

D5000系統研發了適應大電網調度控制業務“橫向集成、縱向貫通”的一體化支撐平臺，攻克了多級調度協同的大電網智能告警和協調控制、全網聯合在線安全穩定分析、安全約束機組組合等重大技術難題，實現了特大電網多級調度控制業務的一體化協同運作，促進了可再生能源有效消納。其中的核心技術成果部分達到國際領先水平，先后獲國家科技進步獎二等獎及多項省部級以上科技獎勵。

形象地說，D5000系統好比“眼觀六路、耳聽八方”，當電網正常運行時，調度人員可以通過實時監控電網細微變化；當電網出現異常情況時，系統可自動定位故障設備發出告警信息，給出輔助策略，并向各個廠站下發控制命令，實現對電網的運行控制。

目前，以D5000為代表的調度自動化系統產品在國家電網、南方電網的各級電網調控中心廣泛應用。截至2017年年底，南瑞集團擁有全國全部43個省級及以上高端系統，高端市場占有率達100%，擁有全國386個地級調度系統中的296個，占比達76%。南瑞集團還實施了巴西CCMC集控、菲律賓國調和地調、老撾國調等國際項目。

2016年，電力調度自動化技術又結碩果。在國調中心組織下，南瑞集團牽頭的IEC61970-555（CIM/E）、IEC61970-556（CIM/G）兩項調度技術國際標準正式發布，彰顯我國在電力調度自動化領域的技術發展水平和國際話語權，推進我國智能電網標準國際化進程。

會當臨絕頂，方能一覽眾山小。

依托電力調度自動化技術40多年的積累，南瑞集團調度自動化發展又開啟了新的篇章。為助力新一輪電力市場改革，南瑞集團自主研發了電力現貨市場技術支持系統，結合云計算、大數據等IT技術構建了面向電網調度業務的調度云平臺，為電網調控業務提供智能化分析決策支撐。基于D5000面向服務的體系架構同源技術創新，南瑞集團開展了國產油氣管道SCADA系統軟件研發攻關，成功為油氣管道裝上“千里眼”，推動我國逐步實現管道自動控制系統的自主可控。

全力支撐

特高壓工程建設

特高壓輸電以其輸送容量大、損耗低的特點成為遠距離、大規模輸送清潔電能的首選解決方案，是能源互聯網建設的重要支撐。

南瑞集團全面參與特高壓建設，在立足創新的基礎上，將引進技術再創新作為自身發展的一項法寶。

從2001年承擔直流輸電控制保護系統技術的引進及國產化任務，到2003年開發具有自主知識產權的直流控制保護系統，兩年之間，700多個日夜，南瑞集團技術團隊十分明白：所有苦干、實干都是為了掌握核心技術，不掌握核心技術，發展終將陷入惡性循環。2005年，直流控制保護系統成功應用于±500千伏葛洲壩—南橋和±500千伏三峽—上海兩個直流輸電控制保護系統。

十年歲月，十年積淀。2014年年初，南瑞集團直流控制保護設備在世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸電距離最遠的直流工程——±800千伏哈密南—鄭州特高壓直流輸電工程投入使用，首次實現直流控制保護設備全部國產化，標志著直流輸電控制保護技術跨入世界先進行列。同時，直流輸電控制保護技術的國際化之路蓬勃發展，其相關技術漂洋過海，遠銷韓國、菲律賓、巴西等國，打破該領域國外產品長期壟斷的格局。

在特高壓直流輸電技術中，南瑞集團除了掌握控制保護技術，對換流閥的研究依舊執著。在“吃得了苦，受得了累，忍得住寂寞，頂得住壓力”的堅持下，南瑞集團成功研制具有自主知識產權的±800千伏換流閥等產品，同時具備特高壓直流換流閥研制、生產、試驗驗證和工程整體實施能力，在錦屏—蘇南、溪洛渡—浙江、上海廟—山東等工程中都釋放出自主創新的勃勃生命力。2016年，南瑞集團優化±1100千伏換流閥樣機并完成研發試驗。2018年，±1100千伏換流閥全力支撐目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠的昌吉—古泉特高壓直流輸電工程順利投運。遠在海外，攜帶“中國基因”、有著南瑞集團標識的換流閥、直流控制保護系統、直流測量等特高壓核心高端設備運用在巴西±800千伏美麗山水電站輸電工程中，又一次書寫“中國制造”的新篇章。

創新的腳步不斷密集，特高壓直流工程的另一關鍵設備調相機的研制工作也在有序開展。南瑞集團成立了調相機項目研究團隊，致力于調相機二次控制保護設備的研發、設計、生產等工作。“無論是項目管控、系統設計，還是性能控制、質量控制，都力求做到最好。”現場項目團隊負責人袁亞洲是這樣要求每一位團隊成員的。正因為此，2017年12月，南瑞集團自主研制的世界首臺300兆乏調相機在±800千伏扎魯特換流站一次并網成功并投運。

探索電力系統

雷電主動防御新技術

2017年12月13日，第十九屆中國專利獎頒獎大會舉行，發明專利《一種架空輸電線路雷擊閃絡的預警方法》榮獲第十九屆中國專利獎金獎。南瑞集團下屬武漢南瑞科技攻關團隊是這項技術的發明人。“專利已在全國27個省份特高壓線路及油田、煤礦等業務領域中廣泛應用，直接經濟效益6億多元，間接經濟效益超過100億元。”該團隊領軍人谷山強說，“專利的發明絕非偶然，是一個長期積累、持續傳承、不斷突破的過程。”

簡單的一句話，背后蘊藏的是南瑞集團雷電監測和預警技術發展的“萬卷書”。

雷電災害是電力系統安全穩定運行的威脅之一。從上世紀80年代開始，武漢南瑞持續開展電網雷電監測技術及相關產品的研發，歷經三代監測技術發展，目前已形成包括近1000個雷電探測站、37省級中心站組成的廣域雷電監測網，探測范圍基本上覆蓋我國所有行政區域。系統探測效率達90%，定位精度優于500米，技術水平和系統規模處于國際最領先地位。

然而，雷電監測總是發生在雷擊以后，如果能做未卜先知的智者，在雷擊發生之前預警，將更有效地保障電網安全穩定運行。

難點在哪里，目標就在哪里。

2009年起，武漢南瑞開始電網雷擊風險預警系統研究，經歷7年，于2016年完成雷擊風險預警系統研究。目前這套系統在三大直流沿線推廣應用，已建設完成近100個雷電預警傳感站和6個雷達站，實現了提前1小時針對重要輸電通道的精細化的桿塔區段雷電風險預警，并以多種方式主動推送雷電風險預警信息。

“這套裝置填補了國內外電網雷電風險預警應用空白，除了在電網領域發揮作用，在高鐵、民航等領域也很適用。”谷山強說。

改革風正勁，揚帆正當時。回眸南瑞集團40年的創新發展之路，每一步都鏗鏘有力，每一步都擲地有聲。如今，立足新起點，面向能源變革新形勢，南瑞集團必將大膽探索，勇于開拓，蹄疾步穩，勇毅篤行，助力中國電力事業走向新的輝煌。