《湖南长沙电力啃下“硬骨头”:让电网供电不再“卡脖子”》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2019-04-25
  • 春日的夜晚,星城长沙,华灯璀璨。从湘江两岸每个角落发出的点点灯光,将这座山水洲城的夜晚装扮得无比明亮、温馨。

    电网,作为不可或缺的角色,正跟着这座城市一起舒展,不断赋能地方经济发展、绿色转型,为长沙的蜕变和腾飞带去可能。

    三年行动计划: 投资150亿元实现1000万千瓦负荷下安全供用电

    近年来,随着经济社会高速发展和城市化加速推进,湖南省会长沙在发展的快车道上疾速行驶、不断超越,经济总量位居全国省会城市前列。

    电量数据是经济社会发展的“晴雨表”。与城市经济社会发展相对应,长沙近年用电需求也高速增长,电力负荷、用电量均占全省四分之一。2017年夏天,电网最大负荷6次刷新历史纪录,110千伏及以上电网变电容量缺口达300万千伏安,电网供电能力位居全国省会城市和全省末位。

    面对迅猛增长的用电负荷,长沙本地一次能源禀赋不足、电源结构不尽合理、电网建设相对滞后等问题逐步显现,供电保障问题迫在眉睫。

    为给长沙高质量发展提供有力支撑,2017年10月,长沙电网建设三年行动计划应运而生。以满足2020年1000万千瓦负荷下安全供用电为总体目标,2018年至2020年,国家电网长沙供电公司将投资150亿元,实施“主干网架提质、骨干网架补短、城乡配网升级”三大重点工程,投产一批、开工一批、核准一批、储备一批电网工程项目,推动实现“城区电网充分保障、园区电网适度超前、农村电网安全稳定”。

    到2020年,力促建设35千伏-1000千伏项目160项,其中新建1000千伏变电站1座,新建、扩建500千伏变电站3座,新建、扩建220千伏变电站33座,新建、扩建110千伏变电站61座,长沙电网供电能力将大大提升。

    “630攻坚”: 长沙电网供电不再“卡脖子”

    可靠、优质的电力供应离不开坚强电网的支撑,电网建设水平更是一座城市现代化程度最直接的反映。

    为确保电网建设三年行动计划顺利实施,国网长沙供电公司同步启动了电网“630攻坚”活动:

    第一阶段“鏖战长沙630”——2017年9月至2018年6月,重点完成长沙电网“卡脖子”急需工程;

    第二阶段“会战长沙630”——2018年7月至2019年6月,重点投入大部队作战,短期解决长沙较大范围电网薄弱问题;

    第三阶段“决战长沙630”——2019年6月-2020年6月,重点集中优势力量,在较长时间内解决长沙电网薄弱问题,实现长沙电网全面升级。

    9个月,整整260天,无论是轰轰烈烈的主网攻坚,还是细致入微的配网建设,“鏖战长沙630”奋力攻坚。

    到2018年6月30日,国网长沙供电公司“一把手”带头、“一揽子”解决、“一体化”调度,抓开工、促竣工,强力推进、务期必成。第一阶段累计完成电网投资33亿元,相当于过去三年的投资总和;220千伏电网投产容量是过去6年总和的1.3倍,新增配变容量同比翻三倍;电网安全供电能力达到720万千瓦,相当于增加了一个浏阳市的用电负荷。长沙电网输送能力受限、供电能力不足、变电设备过载、城农配网改造升级、负控能力不强等问题基本得到解决。

    啃下“硬骨头”: 电力保障将再升级

    长沙电网“三年行动计划”和“630攻坚”活动,是电网实现跨越式发展的重要机遇,也是一场任务艰巨、规模空前、时间紧迫的电网建设三年大会战。尤其是2019年“会战长沙630”所涉及的项目,均为历经数载、久攻不下的“硬骨头”。

    2019年1月16日,长沙电网最高负荷突破727.7万千瓦,同比增长29.5%,再创历史新高。电网存量缺口与新增需求“双重叠加”,电网整体供电局面不容乐观。

    今年国家电网长沙供电公司按照800万千瓦负荷需求,共铺排35千伏及以上电网项目188个,重点聚焦河东城区、长沙县两大区域。其中三分之二为新建输变电工程。

    记者了解到,受建设周期影响,大多新建输变电项目只能在2020年左右投产,如遇极端天气,今夏供电形势仍然趋紧。同时,在这些新建项目中还涉及万家丽路北向电力隧道等75条关键市政配套路由的同步建设,近400座规划变电站要完成选址选线工作,国家电网长沙供电公司工程建设、项目前期、规划落地等任务更加艰巨。

    经济发展,电力现行。国家电网长沙供电公司相关负责人表示,将以全面消除电网关键瓶颈、系统解决电网薄弱问题为目标,举全公司之力攻坚克难,全力推进电网发展再提速、电力保障再升级。

    今年6月30日之前,国家电网长沙供电公司将确保500千伏浏阳、220千伏城南、110千伏滨江等45个关键项目按期投产,力争1000千伏长沙特高压、500千伏望城、220千伏科大等59个重点项目提前开工,推进500千伏宁乡、大托及220千伏洞井铺等84个项目完成核准。

    “会战长沙630”重点电网建设项目分布情况:

    河东城区:将迎来220千伏变电站的建设高潮,彻底改变过去六年来无一座220千伏新建变电站的局面,220千伏鸭子铺、东山以及城南、白田等将分别为马栏山视频文创园、高铁新城片区以及南部片区发展提供电源支撑,220千伏马王堆、窑岭、110千伏市场将是长沙核心商业区首次大规模落点主供电源,为城区发展提供强劲动力。

    湘江新区:110千伏滨江变为湖南金融中心发展提供高可靠性电源保障,220千伏雷锋、含浦将为长沙高新区、大王山片区的快速发展提供电源支撑。

    长沙县:1000千伏特高压工程将宣告湖南电网步入特高压时代,外部电源保障能力进一步增强:220千伏农大、黄花以及110千伏松雅东、泉塘、思源等工程将极大提升长沙县城区、长沙经开区以及空港城片区的供电能力。

    望城区:500千伏望城变将有效缓解艾家冲重载问题,有力提升长沙西部电网供电能力;220千伏谷山及其110千伏配套线路等工程将有效缓解220千伏楠竹塘、天顶变电站重载问题,极大改善望城地区110千伏电网供电可靠性,为110千伏南塘、园区、滨湖、高冲等新增变电站的接入创造条件,将有效保障望城经济的快速发展的电力需求。

    浏阳市:500千伏浏阳变将彻底解决浏阳电网500千伏电源点支撑不足的问题,从根本上消除浏阳电网的供电瓶颈;220千伏永和变将为浏阳东部电网带来了新的220千伏电源支撑。

    宁乡市:220千伏金洲及其110千伏配套工程将进一步增强宁乡市与长沙城区电网的网络结构,110千伏经城、高家塘、沩丰坝将为宁乡经开区重点企业用电保驾护航,走上从保障用电转向可靠供电的高质量发展之路。

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    • 30岁的张磊是中国航天科工四院四部一名副主任设计师,每当他讲起自己的职业,外人都很难相信:在过去7年的职业生涯里,他从未到过发射现场,也从未在那里感受过航天器冲破苍穹的发射瞬间。 “所以,你究竟是做什么的?”他不止一次地被问道。 并非所有的航天人都冲锋在发射一线:有的长年伏案实验桌前计算火箭飞行轨迹,有的还要奔走各个试验现场验证理论数据。张磊就是后一类人:计算并设计出一个拥有怎样的外形才能飞得更远、飞得更准的航天器。换句话说,他就是给包括火箭在内的航天器“画像”的人。 每个航天人心中都有一个飞越高山、划破苍穹、破解黑洞的梦想,送达数万公里的高度,定格万亿次的计算。而张磊所在的气动研究团队的梦想,则是用力与热的结合,亲手“画下”火箭的样子,计算出每一个航天器的飞行轨迹,并把它们送上太空——尽管在那最受瞩目的一刻,深藏功与名的他们从未出现在现场。 前不久,在中国青年报·中青在线记者采访期间,这支由22人组成、平均年龄不到33岁的科研团队,刚刚历经5年啃下一块被称作世界级工程应用难题的“硬骨头”。在此之前的2018年,他们在一年之内就组织实施了20多项试验,刷新了年度气动试验数量纪录。他们创新试验方法,还为所在研究单位节省上千万元的科研费用。 而这一切,都源于他们手中的科研“画笔”。 “画笔”决定型号预研成败 “别人看到一艘宇宙飞船,一架航天飞机,一枚运载火箭,一颗人造卫星,往往更关注它们的外观和性能,而在我们的脑海里,浮现的则是这些航天器外观设计运动过程的直观投影。”中国航天科工四院四部气动水动室副主任高太元说。 在别人看来,也许亲眼看到自己研制的航天器发射成功让人激动不已,但对这群气动专业人而言,航天器发射的那一瞬间,不过是按照他们的设定,“重复”此前早已仿真过千百次的飞行画面,而最终的成功,则是对他们前期得出数据的最好检验。 事实上,即便放眼国际航天史,航天器的设计问题都不可小觑。因为设计问题而发生的事故,也让整个航天史多了几分令人唏嘘的悲壮。 比如,还未起飞就在发射台上失火的阿波罗1号。 那次事故造成3名航天员丧命。事后调查发现,阿波罗1号舱门向内开启的设计,导致火灾发生时,宇航员在舱内气压升高的情况下没能打开舱门。 此外,阿波罗1号舱内装载的“空气”也是百分之百纯氧气,在这种环境下,即便是铝,也会像木头般燃烧——火灾的出现也就不令人奇怪了。这次事故的发生,最终迫使美国国家航空航天局暂停了与苏联的太空竞赛。 也因此,在任何一个航天器的研制尤其是预先研制阶段,有关外形气动设计的研究都备受重视,其研究经费往往能达到预研经费的30%乃至50%以上。 正如中国航天科工四院四部气动水动室主任李艳丽所说,气动研究,就是航天器研制的先行军——这一研究描绘了航天器全生命周期的生存环境和穿衣指数,为其他分系统的设计提供了最原始依据。 相应地,这一研究的成败,在很大程度上决定着整个预先研究任务的成功,甚至决定着某个型号最终能否成行。 10多年前,当高太元刚到中国科学院力学所攻读博士研究生时,他被研究所一楼大厅陈列的30多位院士的照片深深地震撼了。毕业时,有机会选择其他行业的他,最终还是选择了航天,“保家卫国是我的初衷,虽然不能像战士一样冲锋陷阵,但我们能创造出‘不战而屈人之兵’的力量。” “谁不向往安逸的生活,但总想日子过得更有意义。就像身边的很多女同事‘不爱红妆爱武装’,投身航天器设计这门‘冷科学’之中,同样可以干得投入!”高太元说。 破解卡脖子问题省下千万元量级经费 工欲善其事,必先利其器。过去这几年,高太元所在的这支科研团队不断思考着一个大问题,即如何在最短的时间里,将“几何参数”变为“气动参数”。最终,他们经过几年努力,以一键式智能优化设计为方向,建成了高性能计算中心。 以前,他们只能通过风洞试验来获取“气动参数”,如今,高性能计算中心的出现,可以替代风洞试验获取80%~90%气动数据,每年省下千万元量级的成本。 “就好比设计一辆自行车,先确定自行车各个部件的数据,再根据这些数据在绘图软件上进行手动绘画,诸如钢条、链条、齿轮、螺母等这些小部件都要精确无误。如此一来,一个自行车模型的设计,很可能就需要画个上千笔,如果需设计多个外形供最终挑选,就要耗费难以想象的时间和人力。”李艳丽说。 而如今,采用了一键式智能优化设计,则是在确定部件形状尺寸之后,将得到的数据输入事先设计好的参数化程序,只需按下按钮,所需设计模型即可生成。 从此,老一辈航天设计师“用算盘计算气动参数、十多个人一算就是一个月”的科研场景,成为历史。 “我们的创新就是要从国家需求出发,关注受制于人的技术领域,解决技术瓶颈关键问题。也正是在这个意识下我们提出大量新概念,敢为天下先。”中国航天科工四院四部主任钟世勇说。 李艳丽告诉记者,她所在的四部以气动专业等技术瓶颈为突破口,逐步形成了基于大数据的航天器总体设计创新模式,提升了总体设计方案初始的成熟度和可靠性,迭代设计周期大幅缩短。而这些,也最终形成了面向航天器全生命周期的应用模式,有力支撑了装备的体系化发展。 高太元说,他的日常工作就是和“升阻比”“装填”“稳定性”“防热”“载荷”这些所谓的航天器设计制约因素打交道,“而最有成就感的事,就是将这些制约设计的‘拦路虎’都打倒,破解卡脖子难题,做出方案来。” 满天星云正扑面而来 而这些,在很大程度上得益于这家科研单位对于年轻科技人才的重视。中国航天科工四院四部党委书记张邵军告诉记者,在四院四部,只要肯拼搏进取,只要能创新创效,单个项目团队获奖50万元、100万元,个人拿到十几万元甚至几十万元的奖励早已不是新鲜事,突出贡献专家和学术技术带头人不断涌现。 张磊就是其中一名佼佼者。回忆刚来航天的那段岁月,无数个通宵达旦已经印象模糊,但师傅对他的“唠叨”至今仍回响在耳边:“台阶要一步步地爬,事情要一件件地做”,这样的工作态度伴随他直到现在。 “站在‘山顶’回望最初那段岁月,所有的‘台阶’历历在目,攀爬的过程正是一个气动新人成长的见证。”张磊说。 贾轶楠是一名航天新兵,这位清华大学力学专业高材生择业时,毫不犹豫地迈进中国航天科工四院四部的大门。她告诉记者,气动(水动)团队年轻积极的氛围打动了她,这里有活力,有创造力,很温暖,关注每一个成员的成长。 “很多入职五六年的青年已成为中流砥柱,看到他们,就像看到五六年以后的自己。”贾轶楠说。 在钟世勇看来,“当下是年轻航天人最好的时代”。 他向记者打了个比方,如果把国家任务、航天事业的发展比作一个航天器,那么在他的青年时代,航天器的飞行速度很慢,迎面而来的只是寥寥星辰;而如今,航天器的速度则有了质的飞跃,那种情景就是——浩瀚宇宙中的满天星云,扑面而来! “这当然要求年轻人拥有更快的反应速度,不能犹豫!” 张邵军说,航天人极少在新闻报道中露面,他们默默地付出隐藏在历史的更深处,中国航天科工四院四部气动研究团队在这一方面尤为典型。“我们清楚自己在干什么,国家认可我们在干什么,人民受益于我们的工作,这就足够了”。 阿波罗1号事故发生后,美国国家航空航天局对该型号做了重新设计,结果就包括舱门的“再设计”:由向内开启,改为向外开启。后来美国人拍了一部电影《阿波罗13号》,还专门提到这次事故。 对李艳丽及其团队来说,他们常常以这样的例子来提醒自己:“我们自己亲手画下的、亲手设计的航天器,还有没有可能出现问题?” 就像他们常常问自己的:“万分之三与万分之四,小数点后第五位的四舍五入,对整个型号任务方案究竟能带来什么影响?” ——失之毫厘,谬以千里。
  • 《就算“九死一生” 也要啃硬骨头——院士聚首谈自主创新》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-06-01
    • “科学创新都是‘九死一生’的,必须下定决心。”中国工程院倪光南院士说。5月30日是第二个全国科技工作者日,在中国科协“科技中国梦、建功新时代”专题报告会上,院士专家和青年学生共聚一堂,分享对科学家和科学工作的认识。 自主创新之难,倪光南深有体会,这也是他反复强调“决心”的原因:“自主创新不仅要克服技术、资金等外部困难,也要克服内部困难。有些人觉得‘造船不如买船、买船不如租船’,对通过自主创新掌握核心技术的路线始终不理解。但我一直认为我们不能有任何幻想,科学技术一定要靠自主创新。” 中国工程院院士、中国铁路总公司总工程师何华武的名字和高铁连在一起,谈到为何矢志不渝,何华武讲述了多年前的几段经历。“我在西南交通大学读书,从家乡资阳到成都,280公里要坐6个小时火车,一票难求。作为一个交通院校的学生,我就有了改变铁路面貌的想法。”何华武说,“1991年去法国考察高速铁路,车厢内非常舒适、甚至还有若干空闲座位,给我的震动非常大。” 如今,中国高铁有2900多组动车组,运营里程25000公里,最高运营时速350公里,在建规模最大、输送旅客最多,背后的列车运行控制系统、牵引供电系统等极其复杂,何华武说:“要始终坚持自主创新,不断攻坚克难,解决提速带来的环保问题,保持领先优势。” 和上述两位院士不同,杜祥琬院士的大多数贡献并不为人所知。讲起几十年前在“九所”(现中国工程物理研究院)突破氢弹原理的经历,杜祥琬强调“那时健康的争论和辩论、用科学来说话的学术氛围”,是今天的科研创新应该学习的,“大家不分级别高低,都以老小相称,邓稼先是‘老邓’,我是‘小杜’”。 “有种说法是‘容易发现的都发现了,剩下的都是难啃的硬骨头’,但另一方面看,现在的研究设备和工具要强得多,具备探索新的未知的条件。我们当年是用计算尺算核武器的,今天无法想象。”杜祥琬说,“搞科学一是要探索,二是要坚持。希望同学们都认识到基础研究的意义。” 倪光南也对青年学子表达了期望:“希望有更多人为掌握核心技术努力,改变受制于人的情况,这要靠年轻人的努力。”