核心提示：科技是國之利器，國家賴之以強，企業(yè)賴之以贏，人民生活賴之以好。改革開放40年來，中國電力科技取得了飛躍式的發(fā)展。國家電網(wǎng)公司瞄準電網(wǎng)科技制高點，大力推進自主創(chuàng)新，把創(chuàng)新作為引領發(fā)展的第一動力，貫穿企業(yè)經(jīng)營發(fā)展全過程，在特高壓輸電、智能電網(wǎng)、大電網(wǎng)運行控制等方面，取得了一批具有全球領先水平的科技創(chuàng)新成果。研發(fā)了世界上最先進的特高壓輸電技術(shù)，電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠、技術(shù)水平最先進的準東—皖南±1100千伏特高壓直流輸電工程預計將于年底投運。國家電網(wǎng)已成為全球能源資源配置能力最為強大、全球并網(wǎng)新能源裝機規(guī)模最大的電網(wǎng)，同時也是全球安全運行水平最高的電網(wǎng)之一。

　　中國電科院作為國家電網(wǎng)公司直屬科研單位，是中國電力行業(yè)多學科、綜合性的科研機構(gòu)，其40年來取得的科技成就是中國電力科技進步的縮影。目前，依托中國電科院，9個國家級實驗室（含3個國家重點實驗室）、7個省部級實驗室、國家電網(wǎng)公司“四基地兩中心”相繼建成，構(gòu)建了目前世界上功能最完整、試驗能力最強、技術(shù)水平最高的特高壓、大電網(wǎng)試驗研究體系，在大電網(wǎng)安全穩(wěn)定經(jīng)濟運行、特高壓交直流輸電、大規(guī)模新能源并網(wǎng)等方面發(fā)揮了重大作用。中國電科院先后獲得國家科技進步特等獎2項、一等獎10項，中國專利金獎4項，中國標準創(chuàng)新貢獻一等獎7項。2017年，電網(wǎng)安全與節(jié)能國家重點實驗室在國家科技部組織的5年期評估中獲評能源領域唯一“優(yōu)秀實驗室”。這些成果，直接服務于電力建設主戰(zhàn)場，為解決我國電力規(guī)劃、建設、生產(chǎn)和運行中的關(guān)鍵技術(shù)，提高技術(shù)創(chuàng)新能力發(fā)揮了重大作用。

　　電力系統(tǒng)仿真分析和安全防御技術(shù)

　　電力系統(tǒng)仿真分析和安全防御技術(shù)是電網(wǎng)規(guī)劃、建設、運行的重要理論和技術(shù)基礎。1976年以來，中國電科院以“支撐電網(wǎng)發(fā)展、保障電網(wǎng)安全”為目標，在電網(wǎng)穩(wěn)定性理論、仿真分析、安全防御領域取得了一系列原創(chuàng)性成果，支撐我國電網(wǎng)發(fā)展為世界上電壓等級最高、規(guī)模最大、安全運行紀錄最長的特大型電網(wǎng)。

　　上世紀70年代起，我國電網(wǎng)由高壓（220千伏）局部電網(wǎng)向超高壓（330千伏、500千伏）省際互聯(lián)電網(wǎng)升級，中國電科院開始電網(wǎng)建模仿真和穩(wěn)定性分析技術(shù)研究。歷時10余年，科研人員揭示了超高壓電網(wǎng)穩(wěn)定機理，掌握了分析技術(shù)，研發(fā)出我國首套大型電網(wǎng)仿真分析軟件。該軟件自上世紀80年代以來一直是我國電網(wǎng)規(guī)劃設計、調(diào)度運行必需的計算工具，探索走出了一條滿足國家重大需求、獨立自主、創(chuàng)新發(fā)展的道路。

　　上世紀80年代末起，在國家各類重大項目支持下，周孝信、郭劍波和湯涌等專家?guī)ьI電力系統(tǒng)仿真分析團隊持續(xù)開展電力電子技術(shù)和計算技術(shù)在電網(wǎng)中的應用研究，緊密圍繞我國發(fā)展±500千伏直流輸電重大技術(shù)需求，攻克交直流互聯(lián)電網(wǎng)運行控制關(guān)鍵技術(shù)，支撐了電網(wǎng)由純交流向交直流互聯(lián)發(fā)展。

　　進入新世紀，中國電科院在大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)穩(wěn)定性理論、安全防御控制技術(shù)等方面取得一系列原創(chuàng)性成果：開發(fā)系列先進電網(wǎng)仿真軟件，在世界上首次實現(xiàn)多時間尺度仿真，研制國際首套大電網(wǎng)全數(shù)字實時仿真裝置，實現(xiàn)電網(wǎng)實時仿真技術(shù)國際領先，建成國家電網(wǎng)仿真中心和數(shù)據(jù)中心形成世界上功能最強的電網(wǎng)仿真體系，相關(guān)成果先后獲1985年和2009年國家科技進步一等獎、2003年國家科技進步二等獎、2010年中國專利金獎；創(chuàng)建強迫振蕩、功率波動、故障傳播等穩(wěn)定性理論，解決了復雜電網(wǎng)振蕩機理不明、功率轉(zhuǎn)移引發(fā)大停電事故的防控難題等電網(wǎng)分析方面的難題，為交直流電網(wǎng)安全運行奠定了理論和技術(shù)基礎，相關(guān)成果獲2016年國家科技進步一等獎，1992年國家科技進步二等獎、三等獎1項、中國專利優(yōu)秀獎2項；研制我國首套電力系統(tǒng)穩(wěn)定器、世界上容量最大電壓最高的可控串聯(lián)補償裝置、世界領先的多直流安全穩(wěn)定協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，構(gòu)建了國家電網(wǎng)安全防御技術(shù)體系，獲2008年國家科技進步一等獎和1990年、2015國家科技進步二等獎，三等獎1項。

　　這些成果支撐了我國由超高壓向特高壓全國互聯(lián)電網(wǎng)升級，揭示了世界唯一的特高壓交直流互聯(lián)大電網(wǎng)的新機理，顯著提高了電網(wǎng)安全水平，為三峽輸電系統(tǒng)、全國聯(lián)網(wǎng)和特高壓交直流電網(wǎng)等國家重大工程提供了強有力的理論和技術(shù)支撐，保障了電網(wǎng)長期安全運行。研究成果為推動我國電網(wǎng)技術(shù)重大進步作出了突出貢獻。

　　超特高壓輸電技術(shù)

　　超特高壓輸電技術(shù)指包括交流500千伏、750千伏、1000千伏及以上，直流±500千伏、±660千伏、±800千伏及以上電壓等級的輸電技術(shù)，具有輸送容量大、距離遠、損耗低等優(yōu)點。超特高壓輸電技術(shù)是中國實現(xiàn)能源大范圍優(yōu)化配置的戰(zhàn)略途徑。

　　為解決超特高壓輸電的重大共性關(guān)鍵技術(shù)問題，在國家科技部等有關(guān)部委和兩院院士的指導下，國家電網(wǎng)公司牽頭，聯(lián)合科研、高校、設備制造等160多家單位協(xié)同合作，在理論、技術(shù)、標準、裝備及工程建設、運行等方面取得全面創(chuàng)新突破。公司開展了國家“973”計劃、“863”計劃、國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等多個國家重大科研項目以及500余項公司科技項目的研究。經(jīng)過數(shù)十年的艱苦攻關(guān)，我國先后攻克了交流500千伏、750千伏、1000千伏及以上，直流±500千伏、±660千伏、±800千伏及以上特高電壓，特大電流下的絕緣特性、電磁環(huán)境、試驗技術(shù)等世界級難題，研制出了超特高壓變壓器、開關(guān)、換流閥、平波電抗器、控制保護等重要核心裝備。

　　設備方面，研制了世界首臺單體式150萬千伏安/1000千伏單相特高壓交流變壓器，主要技術(shù)性能指標達到國際領先水平；研制了代表世界最高水平的63千安培、1100千伏特高壓開關(guān)設備，是世界上運行電壓等級最高的開關(guān)類產(chǎn)品；研制了世界首臺特高壓氣體絕緣金屬封閉輸電線路（GIL）產(chǎn)品，并在淮南—南京—上海特高壓交流工程中示范應用；研制了±800千伏換流變壓器、控制保護系統(tǒng)、直流轉(zhuǎn)換開關(guān)以及±1100千伏換流閥、直流穿墻套管等特高壓直流成套設備。

　　線路方面，建立了特高壓交流輸電線路高強鋼管塔結(jié)構(gòu)設計理論體系，達到國際領先水平，研究成果應用于多條特高壓直流輸電線路工程；提出了900平方毫米、1000平方毫米、1250平方毫米大截面導線及配套金具的設計、制造、施工技術(shù)，有效減少線路損耗，降低輸電線路的表面場強、無線電干擾和可聽噪聲。

　　截至2017年年底，公司已建成了“八交十直”特高壓骨干電網(wǎng)。特高壓電網(wǎng)的建設為解決我國能源與電力負荷逆向分布問題，推動我國西部資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，推進能源革命，防治大氣污染奠定了堅實基礎。“特高壓交流輸電關(guān)鍵技術(shù)、成套設備及工程應用”于2012年獲得國家科技進步特等獎，“特高壓±800千伏直流輸電工程”于2017年獲得國家科技進步特等獎。

　　依托超特高壓輸電技術(shù)的突破發(fā)展，首個由我國自主提出并獲得批準的IEC技術(shù)委員會TC115（高壓直流輸電技術(shù)委員會）成立，秘書處設在中國。同時，IEC成立了TC122（特高壓交流輸電系統(tǒng)技術(shù)委員會），中國擔任主席。目前，由我國主導的特高壓技術(shù)國際標準已發(fā)布7項，在編10項。我國在國際電工標準領域的話語權(quán)和影響力大幅提升，中國成為IEC常任理事國，國家電網(wǎng)公司董事長舒印彪從2013年起任IEC副主席至今。

　　超特高壓輸電技術(shù)的研發(fā)成功，顯著提升了我國電工裝備制造的自住創(chuàng)新能力和國際競爭力，帶動國內(nèi)制造企業(yè)全面主導國內(nèi)市場并進軍國際市場，研發(fā)的大功率器件和先進控制技術(shù)延伸應用到軍工和工業(yè)自動化領域，電工裝備成為中國制造的“金色名片”，近年來帶動電工裝備累計出口超過350億美元。我國成功中標巴西美麗山水電送出±800千伏直流一、二期項目，實現(xiàn)了中國特高壓輸電技術(shù)、標準、裝備等國際化輸出。為“一帶一路”建設提供了中國能源互聯(lián)方案。目前，依托特高壓輸電技術(shù)，我國正積極推進與俄羅斯、哈薩克斯坦、巴基斯坦等周邊國家能源電力設施互聯(lián)互通合作。同時，正在建設±1100千伏直流輸電工程。

　　超特高壓輸電技術(shù)是能源電力領域的重大創(chuàng)新，是世界電力工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑，對于加快我國能源轉(zhuǎn)型升級具有重大意義。

　　電力自動化相關(guān)技術(shù)

　　1996年，由當時的電力部電力科學研究院與東北電管局聯(lián)合開發(fā)的，具有我國獨立自主知識產(chǎn)權(quán)和國際先進水平的CC-2000開放式、面向?qū)ο蟮腅MS/DMS系統(tǒng)開發(fā)成功。2004年，南京自動化研究院成功研發(fā)了OPEN-3000調(diào)度自動化系統(tǒng)。這兩項科研成果，結(jié)束了當時我國同類產(chǎn)品主要依靠國外引進的歷史，我國電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)由此進入了一個具有里程碑意義的新階段。CC－2000開放式、面向?qū)ο蟮腅MS/DMS支撐系統(tǒng)和之后開發(fā)成功的基于CC－2000支撐平臺的EMS高級應用軟件分別于2000年和2003年摘取了國家科技進步一等獎和二等獎的殊榮，基于標準化平臺的電網(wǎng)調(diào)度自動化集成系統(tǒng)OPEN-3000于2007年獲得了國家科技進步二等獎。這些成果徹底改變了我國網(wǎng)省調(diào)度自動化系統(tǒng)依靠國外引進的歷史，為中國獨立版權(quán)的EMS軟件產(chǎn)業(yè)化作出了巨大貢獻。

　　2009年，國調(diào)中心牽頭組織，以中國電科院和國網(wǎng)電科院為主的科研團隊成功研發(fā)了智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)（D5000），并于2010年投入實際運行。該系統(tǒng)在CC-2000和OPEN-3000的基礎上，首次研發(fā)了適應大電網(wǎng)調(diào)度控制業(yè)務“橫向集成、縱向貫通”的一體化支撐平臺，攻克了多級調(diào)度協(xié)同的大電網(wǎng)智能告警和協(xié)調(diào)控制、全網(wǎng)聯(lián)合在線安全穩(wěn)定分析、安全約束機組組合等重大技術(shù)難題，實現(xiàn)了特大電網(wǎng)多級（國網(wǎng)?。┱{(diào)度控制業(yè)務的一體化協(xié)同運作，促進了可再生能源有效消納。系統(tǒng)的成功應用推動了電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)的升級換代，實現(xiàn)了電網(wǎng)實時監(jiān)測從穩(wěn)態(tài)到動態(tài)、電網(wǎng)分析從離線到在線、電網(wǎng)控制從局部到全局、電網(wǎng)調(diào)度從單獨到協(xié)同的重要技術(shù)進步。特大電網(wǎng)一體化調(diào)度控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及規(guī)?；瘧毛@2013年度國家科學技術(shù)進步二等獎。D5000核心技術(shù)已經(jīng)形成國家標準及行業(yè)標準共20余項，我國主持起草的兩項IEC國際標準正式發(fā)布。

　　上世紀70年代末，變電站自動化技術(shù)迎來一個黃金發(fā)展時期。1978年投運第一套國產(chǎn)變電站自動化系統(tǒng)，2004年研制出國產(chǎn)電子式互感器，2006年投運第一套數(shù)字化變電站，2010年投運第一套智能變電站，截至2017年年底，公司共建成智能變電站4900座，最高電壓等級為750千伏，建設規(guī)模世界領先。建設智能變電站帶動了變電站相關(guān)技術(shù)進步，并由此建立了相關(guān)標準體系。2000年，DISA＆DR2000變電站自動化設備獲得國家科技進步二等獎；2017年，智能變電站相關(guān)標準體系研究和標準制定獲得了中國電力創(chuàng)新獎（標準獎）一等獎。

　　“十一五”、“十二五”期間，公司自主設計和研制了擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的電力市場技術(shù)支撐系統(tǒng)和全國統(tǒng)一電力市場交易平臺，并推廣到南網(wǎng)、澳門等合計36家單位應用，全面支撐了總（分）部及各省市交易中心的核心業(yè)務需求，獲得了省部級以上科技獎勵11項。全國統(tǒng)一電力市場交易平臺是目前世界上覆蓋面積最大的電力市場交易平臺，成功解決了靈活適應市場規(guī)則變化的技術(shù)難題，實現(xiàn)了分層分區(qū)的電力交易協(xié)調(diào)運作，成果總體達到國際先進水平。

　　新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)

　　2006年，中國電科院成立新能源研究所，在國內(nèi)率先開展新能源并網(wǎng)仿真與試驗研究。建立了多時間尺度新能源并網(wǎng)仿真平臺，為科學論證新能源并網(wǎng)問題提供了必備的技術(shù)手段。在世界上首次提出了風電機組電網(wǎng)適應性試驗方法，組織研制了電網(wǎng)運行模擬裝置和新型低電壓穿越檢測裝置，解決了風電機組全工況高效試驗的難題。建成了世界上規(guī)模最大、唯一具備風電機組全部并網(wǎng)性能試驗功能的張北基地，顯著提高了風電機組試驗和檢測效率，支撐了我國風電機組制造業(yè)的自主創(chuàng)新和國際化戰(zhàn)略。風電并網(wǎng)試驗能力先后獲得除歐美國家之外唯一的國際風電檢測機構(gòu)組織（MEASNET）資質(zhì)，和亞洲首家國際電工委員會可再生能源實驗室（IEC RE），進一步提高我國在新能源發(fā)電檢測領域的國際影響力和話語權(quán)，在引領我國新能源技術(shù)進步、促進我國風電裝備產(chǎn)業(yè)參與國際競爭方面作出了貢獻。主持完成我國所有型號風電機組的并網(wǎng)性能試驗，解決了風電機組低電壓脫網(wǎng)問題，風電機組大面積脫網(wǎng)事件由2011年8起（5447臺次）下降到2012年2起（1244臺次），2013年之后再未發(fā)生。大型風電并網(wǎng)運行與試驗檢測關(guān)鍵技術(shù)及應用相關(guān)成果榮獲2013年度國家科技進步二等獎。

　　2008年，中國電科院在國內(nèi)率先開展風電/光伏功率預測與調(diào)度研究。針對我國風電/光伏發(fā)電地域分布廣、發(fā)展速度快、運行數(shù)據(jù)少等挑戰(zhàn)，首次提出了基于天氣過程辨識的新能源功率預測方法。根據(jù)國際比對結(jié)果，預測精度高于國外水平。預測方法用于葡萄牙電網(wǎng)，預測精度較原有方法提高2%。提出包含相關(guān)性隨機變量的優(yōu)化模型快速求解方法，實現(xiàn)了新能源在線隨機優(yōu)化調(diào)度，主持研發(fā)了新能源功率預測和調(diào)度系統(tǒng)，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新能源發(fā)電調(diào)度運行核心技術(shù)及相應的系列產(chǎn)品，系統(tǒng)用于我國24個省級及以上電網(wǎng)，覆蓋新能源裝機容量超過8000萬千瓦。成果推廣后，新能源受限地區(qū)在過去3年累計多消納新能源電量300多億千瓦時。新能源發(fā)電調(diào)度運行關(guān)鍵技術(shù)及應用研究成果榮獲2016年度國家科技進步二等獎。

　　針對國內(nèi)新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)標準缺失等問題，中國電科院主持和參與制定了GB/T 19963《風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》和GB/T 19964《光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》等20余項國家/行業(yè)技術(shù)標準。形成了符合我國新能源發(fā)展模式的并網(wǎng)標準體系，實現(xiàn)了新能源規(guī)劃設計、試驗檢測、功率預測和調(diào)度運行全環(huán)節(jié)標準化，達到世界先進水平。在近10年我國新能源增速與裝機容量均居世界第一的情況下，保證了新能源可靠并網(wǎng)、穩(wěn)定運行和高效消納。系列標準廣泛應用于電網(wǎng)企業(yè)、科研機構(gòu)、咨詢設計單位、新能源開發(fā)商和裝備制造業(yè)等，有力地支撐了我國新能源并網(wǎng)運行與電網(wǎng)安全穩(wěn)定，引領新能源發(fā)電裝備并網(wǎng)性能的快速提升，取得了顯著的經(jīng)濟和社會效益。組織發(fā)起并促成國際電工委員會成立了可再生能源接入電網(wǎng)分技術(shù)委員會（IEC SC8A），秘書處設在中國。中國電科院牽頭編制的《GB/T 19963風電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》《GB/T 19964 光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定》等24項標準獲2016年中國標準創(chuàng)新貢獻獎。（宋新立 何櫻 李強 居秀麗）

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