中國儲能網(wǎng)訊：陳維江，國家電網(wǎng)公司交流建設(shè)部副主任，國家電網(wǎng)特高壓交流試驗示范工程功勛名單排名第三。從2004年起，他全過程參與特高壓輸電技術(shù)研發(fā)與工程實踐，主持研發(fā)建設(shè)了武漢特高壓交流試驗基地，作為首席科學(xué)家，主持國家973計劃“交直流特高壓輸電系統(tǒng)電磁與絕緣特性基礎(chǔ)問題研究”，攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)難題，其成果全部應(yīng)用于工程建設(shè)。
在國家電網(wǎng)公司交流建設(shè)部副主任陳維江的回憶中，他的職業(yè)生涯，幾乎一直伴隨著高壓技術(shù)度過。
1985年，蘇聯(lián)建設(shè)了第一條特高壓試驗工程，1986年，中國開始跟蹤國外特高壓技術(shù)發(fā)展。盡管當(dāng)時國內(nèi)的研究基礎(chǔ)極為薄弱，這個屬于電工技術(shù)領(lǐng)域的最高殿堂似乎遙不可及，但從那時起，中國電力人關(guān)于特高壓的夢想已開始悄悄萌動。
敢為人先的魄力
這個夢一做就是近20年。時光的指針轉(zhuǎn)到了2004年。這20年的時間里，中國全社會用電需求激增，經(jīng)濟發(fā)展需要電，人民生活需要電，處處都是對電的呼喚。史無前例的需求增長推動了500千伏輸變電工程如火如荼地投運，750千伏工程也上馬開工建設(shè)。這一年，國家電網(wǎng)公司黨組做出了一個敢為人先的決策：發(fā)展特高壓交直流輸電技術(shù)。
何謂敢為人先？放眼世界，當(dāng)時特高壓并無成熟技術(shù)。蘇聯(lián)自1985年建成約900公里、包含3個變電站的特高壓交流試驗工程后，斷斷續(xù)續(xù)運行了5年。1991年，蘇聯(lián)解體，國內(nèi)經(jīng)濟下滑，用電需求下降，該工程由1150千伏降壓直500千伏運行。日本在1999年建設(shè)了426公里1000千伏交流同塔雙回試驗線路，之后由于福島核電等大型能源基地建設(shè)停滯，一直降壓500千伏運行。美國和意大利都只做了基礎(chǔ)研究，沒有工程建設(shè)。我國發(fā)展特高壓輸電工程，沒有國外成熟的經(jīng)驗和技術(shù)可以借鑒。公司提出的這一決策，是創(chuàng)新精神的彰顯，是先行使命的驅(qū)動。
先行者的道路總是艱難萬險。正因特高壓技術(shù)的不成熟，國外并無成功的工程，一些業(yè)內(nèi)人士對于我國研發(fā)特高壓輸電技術(shù)疑慮重重。質(zhì)疑者的聲音也并非無理：我們的基礎(chǔ)如此薄弱，過去都是引進消化別人的東西，僅憑自己的研發(fā)能力能夠成功嗎？750千伏工程也不過于2005年剛剛建成，此時上馬特高壓，需要跨越的技術(shù)難度太大，我們是否有足夠的實力來完成這樣一項頂尖的技術(shù)研發(fā)工作？
此時，陳維江已成為中國電科院(300215,股吧)分管科研的副院長。對于他以及無數(shù)志在攀登科技高峰的科研人員而言，尋夢的機會驟然降臨，沖擊職業(yè)領(lǐng)域最高技術(shù)水平的時刻就在當(dāng)下，怎能不令人激動？陳維江坦言，特高壓研發(fā)的每一步都需要我國科研人員自主創(chuàng)新，從一片空白之中起高樓，繪藍圖。相比發(fā)達國家一步一步的技術(shù)提升而言，我們研發(fā)特高壓超越了自身技術(shù)水平，必須大跨步向前邁進，緊抓猛趕。但科研人員有信心攻克難題。自2003年國家電網(wǎng)公司成立以后，加大了對科研的扶持力度，科研人員能夠切實地感受到公司的支持。在決策者的雄心壯志與科研人員的滿腔熱血之下，特高壓，正式上馬了。
攀登科技之巔
被神圣的科技高峰牽引的使命自然令人熱血沸騰，但在攀登過程中的每一步都需要在日常平淡單調(diào)的研究中度過，這個過程才是真正的挑戰(zhàn)?；A(chǔ)研究、技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計、設(shè)備研制……任何一個關(guān)節(jié)的阻塞，都會影響全盤工作。陳維江說：“特高壓不同于其他電壓等級，不同于超高壓，國外有許多年的運行經(jīng)驗，我們可以去參觀去學(xué)習(xí)，甚至可以采購他們的設(shè)備?，F(xiàn)在，連國外的技術(shù)都不成熟，這對于我們的科研人員來說是難上加難?！?比如電磁環(huán)境問題，建設(shè)了試驗線路的蘇聯(lián)并未很好地解決。
2004年，陳維江到俄羅斯圣彼得堡直流研究院考察。據(jù)專家介紹，蘇聯(lián)特高壓試驗工程初期沿線電暈放電現(xiàn)象明顯，人們在線路走廊下就能聽到很強的噪聲，甚至在晚上還可以看到紫色的暈光，電磁環(huán)境問題嚴(yán)重，電壓的控制也做得不夠精細，設(shè)備又大又重。特高壓電壓1000千伏，導(dǎo)體表面電場強度很大，電暈放電影響突出，如果解決不好這個問題，可能使得特高壓電磁環(huán)境影響公眾正常生產(chǎn)生活。
為了解決基礎(chǔ)研究問題，國家電網(wǎng)公司申請了科技部973項目“交直流特高壓輸電系統(tǒng)電磁與絕緣特性的基礎(chǔ)問題研究”，陳維江擔(dān)任首席科學(xué)家，他帶領(lǐng)科研人員深入研究交直流系統(tǒng)的三大放電現(xiàn)象與絕緣特性。
除此之外，特高壓技術(shù)還存在過電壓控制、絕緣配置、設(shè)備制造等技術(shù)難題。每一個難題之中，又存在著全新的技術(shù)細節(jié)需要攻克，這是一項復(fù)雜而龐大的工作，每一個投身于其中的研發(fā)人員都處于一種忘我的拼搏狀態(tài)。
2005年8月，公司任命陳維江擔(dān)任國網(wǎng)武漢高壓研究院院長。武高院是我國最早開展特高壓研究的單位之一。在當(dāng)時，武高院與電科院各有分工，電科院主攻特高壓直流技術(shù)，武高院主攻特高壓交流技術(shù)。陳維江來到武高院，首要任務(wù)是建設(shè)交流試驗基地。特高壓輸電的每一項重大技術(shù)都必須通過嚴(yán)格的試驗才能投入運行，因此，試驗基地是研究工作中的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。
建設(shè)試驗基地最大的難題在于設(shè)備的研發(fā)，其使用的設(shè)備，都是交流特高壓1:1真型設(shè)備，這些設(shè)備研制需要從零開始，邊設(shè)計，邊研制。可以說，交流特高壓設(shè)備的研發(fā)始于試驗基地的建設(shè)。為了研制出相應(yīng)的設(shè)備，武高院聯(lián)合了51家設(shè)備企業(yè)進行攻關(guān)。與此同時，基地的建設(shè)工作也馬不停蹄地開展起來，設(shè)備一旦研制出來便立刻進入基地實驗。
交流特高壓試驗基地能夠檢驗出許多實驗室中無法發(fā)現(xiàn)的問題。比如為了解決電磁環(huán)境問題，研究人員在實驗室中進行了簡化實驗，一切都很穩(wěn)定，于是在基地的電磁環(huán)境試驗設(shè)施上進行檢驗。意外出現(xiàn)了，加壓的一瞬間，有一個部位刷狀放電達到半米長！這讓每一個科研人員都無比困惑，在實驗室中已經(jīng)進行了多次實驗都很好，為何裝配到變電站就出現(xiàn)了問題？后來發(fā)現(xiàn)，由于變電站的設(shè)備尺寸大，這些設(shè)備本身對于帶電導(dǎo)體的電場有增強作用，這樣的情況在實驗室未出現(xiàn)，但在1：1的真型設(shè)備上進行檢驗就暴露了問題。于是，團隊從理論上、方法上進行修正，最終建立了線路電磁環(huán)境分析模型，提出了工程設(shè)計方案，并研制成功相關(guān)設(shè)備和措施，在試驗示范工程上得以成功應(yīng)用。國家環(huán)保部曾3次委托國家輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)中心對試驗示范工程全線開展電磁環(huán)境測量，實際結(jié)果表明，我國的特高壓工程電磁環(huán)境各項指標(biāo)完全符合預(yù)期，與500千伏超高壓工程相當(dāng)，達到了國家標(biāo)準(zhǔn)要求限制，遠低于國際標(biāo)準(zhǔn)要求限制，成功實現(xiàn)了環(huán)境友好目標(biāo)。
此外，特高壓線路長，沿線可能經(jīng)過雨雪冰凍、高海拔、重污穢、強雷電等地區(qū)，受到復(fù)雜自然環(huán)境的影響，技術(shù)研發(fā)難度很大。特高壓傳輸?shù)呢摵纱?，因此更不容許出現(xiàn)故障，一旦遇到自然災(zāi)害引起跳閘停運，損失的可能是一個城市全部的負荷。試驗基地為此專門建設(shè)了一個模擬氣候環(huán)境的人工氣候?qū)嶒炇遥梢阅M低氣壓，低溫，覆冰等各種氣候環(huán)境，以試驗設(shè)備在以上諸多氣候條件下的絕緣情況。同時，為了保障特高壓的安全性，研發(fā)團隊按照能夠承受百年一遇的自然災(zāi)害對工程進行設(shè)計，較之超高壓按照50年一遇的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，特高壓工程抵御自然災(zāi)害的能力更強。
陳維江反復(fù)強調(diào)，一項重大技術(shù)的研究必須講究科學(xué)性，從基礎(chǔ)研究，到實驗室研究，到1:1的驗證缺一不可。作為一個在科研上親歷親為的團隊負責(zé)人，陳維江深刻地體會到，特高壓技術(shù)攻關(guān)之難，在大的方面可能只體現(xiàn)在過電壓控制、絕緣配置、電磁環(huán)境、設(shè)備研制等幾個方面，而一旦深入到具體的研究之中，才發(fā)現(xiàn)有無數(shù)意想不到的技術(shù)問題需要解決，正是這個過程讓我們的研發(fā)人員積累了很多經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)自身的局限性，提升了認(rèn)識和能力。
值得一提的是，當(dāng)年為試驗基地選址時，陳維江考察了整個武漢市，最終選在了江夏區(qū)鳳凰山，而我國第一個500千伏變電站也坐落于此，這座變電站為交流特高壓試驗基地的用電提供電源。標(biāo)志著兩個不同時期的創(chuàng)新突破工程并立于此，似乎是一種提示，亦是一種激勵。它提示著人們，從500千伏到1000千伏，這一段技術(shù)的進步經(jīng)歷了多么漫長而艱辛的道路，也激勵著投身于特高壓研究的科研人員，要相信創(chuàng)新突破是大趨勢，時代要前進，社會要發(fā)展，他們付出的一點一滴都是為歷史的車輪提供動力。
產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)
特高壓試驗示范工程中的一個最大亮點，就是設(shè)備國產(chǎn)化率達到了90%以上，中國擁有所有的核心技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)。
在書面的記載里，90%，僅僅是一個簡單的數(shù)字，但這個數(shù)字背后有無數(shù)難以逾越的困難、無比龐雜的工作和科研人員歷經(jīng)失敗、再重新來過的心路歷程。在四年的時間里，特高壓設(shè)備從一片空白之中形成設(shè)計理念、方案，最終變成實實在在的設(shè)備，這其中國家電網(wǎng)公司樹立的用戶主導(dǎo)、產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)的研發(fā)模式功不可沒。“過去我們上一個電壓等級，基本上設(shè)備靠機械制造，公司只需要采購，但這次不一樣，這次公司提出團結(jié)一切可以團結(jié)的力量，把系統(tǒng)內(nèi)的科研單位，把高等院校以及機械制造部門，甚至把國外的一些力量都調(diào)動起來，發(fā)揮大家的智慧和力量?！标惥S江說，“因為特高壓的設(shè)備在當(dāng)時是沒有的，公司需要提出系統(tǒng)特性、標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備規(guī)范，并組織專家、廠家共同研究確定技術(shù)路線，實現(xiàn)一個從無到有的過程?！?
但在最初，推行這一模式并不容易。設(shè)備企業(yè)都有各自的知識產(chǎn)權(quán)，并不愿互通有無進行合作。其中變壓器是特高壓輸電系統(tǒng)最關(guān)鍵的設(shè)備之一，試驗工程的兩組變壓器分別由特變電工(600089,股吧)沈陽變壓器廠和保定天威變壓器廠制造，但其研制工作出現(xiàn)了一次重大的挫折，險些延誤了工期。
2008年3月，由特變電工沈變制造的變壓器設(shè)備先行完成，這臺變壓器傾注了國內(nèi)最精銳的研發(fā)團隊的全部心血，各項指標(biāo)都經(jīng)過了嚴(yán)格校核，生產(chǎn)試驗裝備也是最先進的。可以說，這臺變壓器是當(dāng)時世界上最為精心制造的特高壓變壓器。所有人都對出廠試驗殷切期待。
試驗開始了，加壓72秒后，“嘭”的一聲，絕緣被擊穿。
來不及痛心，工作人員迅速聯(lián)系保定天威，準(zhǔn)備對第二臺變壓器進行試驗。然而，幾乎是同樣“嘭”的一聲，設(shè)備在升壓29秒時發(fā)生放電。兩臺變壓器均未通過驗證！并且，故障的表現(xiàn)形式有驚人的相似性，超越了研發(fā)團隊已有的認(rèn)知水平，這在超高壓設(shè)備制造中是沒有遇到過的。這樣一臺價值4000多萬元之變壓器，是工程建設(shè)的核心設(shè)備，它的失敗對所有參與研發(fā)的科技人員來說，都是沉痛打擊。
但相同的故障說明了這不是偶然現(xiàn)象，技術(shù)還存在共性問題。為了迅速找出病灶，公司希望兩家企業(yè)互通信息，共享資源，并匯集國內(nèi)外頂尖的技術(shù)專家進行會診。在公司的努力下，最終化解了設(shè)備企業(yè)之間的壁壘。這不僅是公司大量的工作說服了他們，更是有力的事實讓他們清醒地認(rèn)識到，這樣一臺世界頂尖的設(shè)備僅靠某一個廠的技術(shù)力量很難順利研制成功。在公司的主導(dǎo)下，國內(nèi)外各個機構(gòu)的專家團隊集思廣益，通過將設(shè)備解體檢查最終發(fā)現(xiàn)：與常規(guī)的放電認(rèn)識不同，這樣的放電起源于低電壓區(qū)域并向高電壓區(qū)域發(fā)展，經(jīng)過分析研究發(fā)現(xiàn)，在復(fù)雜的變壓器內(nèi)部，低電壓區(qū)域卻存在著高電場，這樣的問題過去在超高壓設(shè)備中從未遇到過。
面對挑戰(zhàn)，科研人員經(jīng)過反復(fù)計算仿真試驗，最終攻克了這一技術(shù)難題。在各方力量的協(xié)同配合下，僅僅過了三個月的時間，全新的變壓器研制出來了，并順利通過了試驗檢驗。這樣的成就與速度，正是產(chǎn)學(xué)研協(xié)同攻關(guān)的模式發(fā)揮了作用。從這一點可以看出，為了國家的利益，為了民族產(chǎn)業(yè)的整體提升，也為了自身研發(fā)水平的進步，合作，是最有效率的方式。
特高壓設(shè)備的國產(chǎn)化打破了國外設(shè)備企業(yè)長期壟斷國內(nèi)高端市場的局面。陳維江感慨道，如果不走國產(chǎn)化路線，我們永遠受制于人，只能高價購買國外的設(shè)備。早年他在電科院研發(fā)串聯(lián)補償裝置時，我國設(shè)備企業(yè)無法制造串聯(lián)補償裝置，國外企業(yè)開出了天價。后來中國電科院下決心研制設(shè)備，于2005年研制出了第一套可控串補，擁有了國產(chǎn)化設(shè)備裝置，國外企業(yè)的價格立刻降了下來。同樣的問題陳維江在特高壓設(shè)備研制中也遇到過。以特高壓開關(guān)套管為例，這是特高壓設(shè)備的核心組部件，其制造工藝要求非常嚴(yán)格、技術(shù)水平非常高。在試驗示范工程論證階段，很多專家認(rèn)為我國不具備自主研發(fā)這一設(shè)備的能力。為了攻克這一難題，公司充分發(fā)揮創(chuàng)新聯(lián)合的作用，國家電網(wǎng)公司作為用戶全面主導(dǎo)其研發(fā)，中國電力科學(xué)研究院作為科研單位負責(zé)技術(shù)咨詢，西安交通大學(xué)等高校負責(zé)電場計算仿真，神馬電力設(shè)備廠作為設(shè)備制造商負責(zé)復(fù)合外套制造，西安集團開關(guān)廠負責(zé)最終的芯體制造和整體集成。經(jīng)過兩年的協(xié)同攻關(guān)，終于自主研發(fā)成功這一核心組部件，國產(chǎn)套管指標(biāo)優(yōu)異、性能穩(wěn)定，而價格僅為日本NGK廠家套管的1/2，徹底打破了國外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。特高壓提升了民族產(chǎn)業(yè)的實力，讓國產(chǎn)設(shè)備企業(yè)揚眉吐氣，真正實現(xiàn)了合作共贏?！艾F(xiàn)在國家也提出，創(chuàng)新的主體是企業(yè)，它能夠凝聚所有的利益相關(guān)方，集中力量辦大事，這也是為什么我們能在短短幾年內(nèi)把特高壓技術(shù)發(fā)展起來的原因?！标惥S江說。
特高壓讓中國揚眉吐氣
特高壓輸電技術(shù)的成功大幅提升我國在國際電工領(lǐng)域的影響力和話語權(quán)，國際大電網(wǎng)委員會專題報告指出，“特高壓關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵設(shè)備取得的重要突破性成果，對推動特高壓輸電技術(shù)在世界范圍內(nèi)的研究和應(yīng)用具有重大意義；中國的特高壓工程是一個偉大的技術(shù)成就，是世界電力工業(yè)發(fā)展史上的重要里程碑?！?國際大電網(wǎng)委員會（CIGRE）成立了6個特高壓工作組，負責(zé)總結(jié)提煉特高壓輸電成果；國際電氣和電子工程師學(xué)會（IEEE）成立了特高壓工作組，由中國專家主導(dǎo)，負責(zé)制定了3項特高壓國際標(biāo)準(zhǔn)，陳維江擔(dān)任了這一工作組主席。國際電工委員會（IEC）專門成了2個技術(shù)委員會，負責(zé)組織開展全球特高壓輸電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化活動，其中我國擔(dān)任特高壓交流輸電技術(shù)委員會的主席國和直流輸電技術(shù)委員的秘書處，國家電網(wǎng)公司總經(jīng)理舒印彪也擔(dān)任了IEC副主席。從此，在國際電工領(lǐng)域?qū)W術(shù)舞臺上可以看到越來越多的中國身影、聽到越來越強的中國聲音。
陳維江說，作為一名從事電力科研30多年的工作者，這些“待遇”在從前是絕對無法想象的。10多年前，他曾代表中國的電力科技工作者參與國際標(biāo)準(zhǔn)化活動，那時候基本上只有聽的份，很少有發(fā)言機會，那是因為我們?nèi)狈夹g(shù)創(chuàng)新成果的支撐，只能學(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗，采納別人制定的標(biāo)準(zhǔn)，別說我們想制定標(biāo)準(zhǔn)，即便是修改一下都非常難。但特高壓讓中國電工技術(shù)水平有了一次飛躍的機會，終于不必再步步跟隨他人。可以說，經(jīng)過這十年的發(fā)展，我們在國際上有足夠的底氣挺起腰板，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，甚至影響世界能源發(fā)展格局。如今的重大變化，是屬于中國人的驕傲和自豪！
如今，中國特高壓發(fā)展全面提速，回顧十年前特高壓從艱難中起步，回顧最初科技攻關(guān)時無數(shù)個夜不能寐的日子，對陳維江及所有參與攻關(guān)的電力工作者來說，在那些與設(shè)備相伴、以實驗室為家的日日夜夜中，最大的壓力并非來源于孤獨而單調(diào)的科研生活，而是外界質(zhì)疑的聲音，這讓他和所有科研人員一刻也不敢放松，唯恐公司的創(chuàng)新行為被貼上失敗的標(biāo)簽，更懼中國的技術(shù)發(fā)展就此放慢了前進的腳步。但壓力是一把雙刃劍，回首往事，他認(rèn)為這些質(zhì)疑者、反對者的聲音也是一種動力和鞭策，讓特高壓的研發(fā)建設(shè)工作絲毫不敢怠慢，向著零缺陷的目標(biāo)努力。事實證明，這個目標(biāo)實現(xiàn)了，中國電力人做到了。
參與特高壓10年，陳維江期望，在中國，對于創(chuàng)新行為應(yīng)有更多的鼓勵與寬容，希望人們能夠用更自信、更開放的心態(tài)來面對先驅(qū)者的實踐。創(chuàng)新發(fā)展，科技興國，這是中國一代代科技工作者不變的夢想和追求，特高壓工程的成功證明了中國人并不比任何人差，我們同樣可以做世界的引領(lǐng)者。
從事電力科研工作30余年，陳維江感嘆，特高壓干到今天，真的很成功，也真的不容易。他堅信，一樣新的東西，只要是對國家對民族有利，就必須以堅忍不拔的態(tài)度和持之以恒的毅力推動它，實踐它，只有這樣，才能最終會取得成功，獲得社會的認(rèn)可。中國需要創(chuàng)新，急需創(chuàng)新，創(chuàng)新也的確很難。但是再難，也要創(chuàng)新，這是國家需求，民族需求，特高壓工程正是國家電網(wǎng)公司作為大型責(zé)任央企為創(chuàng)新發(fā)展做出的貢獻。
