南方都市报:他把中国电力输送提速至“高铁时代”

信息来源:南方都市报  发布时间2019-05-27


1 .李立浧和团队在一起。


2 .李立浧接受南都专访。“思维非常敏锐,对新生事物有浓厚兴趣。”同事如此评价他。


3 .李立浧一线指导工作。

  李立浧

  1941年出生于江苏省建湖县,中国工程院院士,中国南方电网公司专家委员会主任委员,华南理工大学电力学院名誉院长、博士生导师。我国著名的电力专家、直流输电专家,被誉为“中国直流输电第一人”。

  他创造了中国和世界电力建设的多个第一:主持建成世界上第一个±8 0 0千伏特高压直流输电工程;参加和组织建设我国第一条330千伏交流输电工程、第一条500千伏交流输电工程、第一条±5 0 0千伏直流输电工程。近年来,主持研发建设世界首个特高压柔性直流工程,在世界上首创“透明电网”发展理念。

  日暮黄昏,骤雨初歇,广州华灯初上,“不夜城”的一天进入下半场。鲜有人知道,这些点亮城市的能量,来自遥远的大西南;更少有人思考,它们如何穿越千山万水,点亮人们归家的路。从云南小湾、金安桥等水电站出发,它们搭乘数千公里“长途火车”,进入广东的千家万户,这是“西电东送”的日常。

  改革开放带来中国经济腾飞,东部和南部沿海地区用电量骤增,这些地区长期依赖煤炭为主的火力发电,环境问题日益凸显。摒弃煤炭,换用清洁能源来保障经济效率,成为必然之选。然而,在中国,水能、风能等清洁能源,大多分布在西部偏远地区。如何将它们进行长距离输送,中国工程院院士李立浧和他的团队进行了艰苦而执着的探索。

  在电力行业耕耘50余载,李立浧主持参与了中国和世界多个第一的电力工程建设。他参加和组织建设了国内第一条3 3 0千伏交流输电工程、第一条500千伏交流输电工程、第一条±5 0 0千伏直流输电工程。2009年,李立浧主持的世界第一个±8 0 0千伏特高压直流输电工程建成投产,将中国电力输送从“普铁时代”,直接提速到“高铁时代”。

  “我的电力生涯,可以说是围绕国家需要展开,从黄河流域到长江流域,再转战珠江流域。”李立浧曾这样概括自己。他的技术攻关背后,是中国电力发展历历足迹,也是中国经济发展的清晰脉络。

  奔赴黄河流域

  当了3个月送电工,就转当技术员

  时光回溯到1961年,李立浧以数学满分考入清华大学电机工程系,他就读的专业是高电压技术。就这样,他与电力结下情缘。1968年9月,李立浧走出清华校门,怀揣着“到祖国最需要的地方去”的豪情,远赴甘肃兰州,投身西北电力建设,开启了电力职业生涯。

  刚到兰州时,李立浧是水利电力部西北电力建设局送变电工程公司一名送电工,跟其他工人一起,把铁塔和电线杆立起来,再浇筑混凝土。

  西北地区缺水严重,野外作业艰辛,尤其是冬天,零下十几摄氏度甚至二十几摄氏度的低温下,仍要户外作业。但这在李立浧看来,“并不是问题,扛一扛就过去了”。

  李立浧当工人是走心的。看到老工人惯用的工艺不是很好,他就琢磨怎么提高工艺和施工安全性。

  电线杆立杆时,老工人通常会选择两个吊点,把杆吊起来,吊点的位置全凭肉眼和经验。但这样总是很费力,且电线杆上容易产生裂纹。李立浧尝试通过力学计算来选取吊点位置,必要时增加吊点,巧妙解决了立杆时受力不均的情况,达到了很好的效果。工人们发现方法可行,纷纷对他竖大拇指。

  劳作一天,回到休息点,李立浧习惯在煤油灯下继续攻读。身处西北偏僻地带,当时,还没有通电照明。“我想着,学的东西总有一天会用上的”。

  因为表现出色,仅仅当了3个月工人,他就被从一线工人调至技术员岗位。但说起这段经历,他仍觉受益匪浅,这让他对送电、变电、设备运输、电线架设、施工管理等了如指掌。

  1969年初,刘家峡———天水———关中超高压输变电工程正式开工。这是中国自行设计、制造、施工建设的第一项330千伏超高压输变电工程,李立浧参与到项目建设中。“当时很难查到国外资料,几乎全靠自己摸索。”他回忆。

  330千伏的施工是我国第一次双分裂导线施工,由于缺乏相关知识,一个月都没能架成一档线。见此情景,李立浧想到了材料力学柔索理论中的悬链线方程,经过反复计算,终于找到了最佳答案。他的巧妙设计极大提高了工作效率,一个月没能完成的工作,5天内就干成了。

  后来,李立浧逐步负责起公司技术工作,成了甘肃送变电工程公司的总工程师、副总经理。继而带领甘肃送变电公司参加我国第一个交流500千伏输变电工程建设“全国大会战”。

  来到长江流域

  组织中国直流输电“黄埔军校”

  1981年4月,长江流域葛洲坝水利枢纽工程顺利合龙,即将建成。根据当时计划,这里总装机271。5万千瓦,这些电能将被并入华中电网或直接输送到上海,用来保障华中和华东地区经济发展需要。从葛洲坝到上海,路途遥远,专家认为,对于长距离电力输送,采用高压直流输电比交流输电更有优势。

  1984年2月,国家计划经济委员会正式批准建设葛洲坝———上海±500千伏高压直流输电工程(即“葛上直流”),计划总投资7亿元。李立浧被调至武汉的中国超高压输变电建设公司,参与葛上直流筹建,并担任技术和工程负责人,主持项目技术攻关和组织工程建设。

  对中国来说,直流输电还是新事物,尚没有任何技术和工程建设经验可言,设备也悉数需要进口。在国外,许多引进项目都是“交钥匙工程”,从土建到调试、项目运营,将整个工程交给外包公司负责。但在葛上直流建设中,李立浧带领团队坚持的原则是“引进技术为我所用,在消化吸收中创新”;在设备安装、调试中均是以中方员工为主,外国专家负责技术支持。

  葛上直流工程中,换流站的阀厅使用的是国外进口钢结构房,建设完成以后,需要保持密封,注入干燥空气产生微正压,以保持室内设备清洁。类似的做法,在国内从未有过。这样的问题比比皆是,每走一步都是开拓。对整个中国直流输电事业来说,葛上直流工程是学习的开端。

  结合葛上直流工程建设,李立浧组织了一系列直流培训班。培训针对不同层面的人员,持续良久。有电力系统领导干部直流培训班,包括当时水电部的有关司局领导、华东电管局和湖北省电力局局长、总工程师均参与其中;也有专门针对技术人员的,包括设备运行、系统性技术等。

  此后,葛上直流项目获得国家优质工程金奖和首届鲁班奖,它为中国培养了一大批直流输电技术人才。“说它是国内直流输电的黄埔军校也不为过”,李立浧说。

  转战珠江流域

  为中国直流输电工程提供技术范本

  1992年邓小平南巡广州时,葛上直流投产,国内第二个高压直流输电工程天生桥———广东±500千伏直流输电工程(简称“天广直流”)开建。这一工程从云南通往广东,是西电东送的主动脉之一。根据建成后的数据,它的投运使西电送广东的能力由120万千瓦提高到30 0万千瓦,约占广东用电负荷的17%.

  李立浧受命这一工程的筹建工作。这时,他的事业“版图”已完成从黄河流域到长江流域,再转战珠江流域的切换。

  “建设天广直流,我也想来”,他说,从“葛上直流”工程掌握了很多技术知识,恰好这里需要,他觉得,自己义不容辞。

  天广直流建设期间,国内的直流输电技术已进步不小。有了“葛上直流”的建设经验和技术积累,李立浧带领团队启动了一系列直流输电技术自主化的探索与实践。他意识到,设备技术规范是制约国内直流输电发展的关键问题,以往,这一环节都是付费由国外咨询公司完成。

  虽然天广直流设备技术规范总体由国外负责编制,但李立浧已带领技术人员深度介入到规范书的研究和编制当中。接下来的贵广直流工程中,他带领团队编制完成了这一工程的设备规范。这不仅结束了由国外咨询公司代劳的历史,也为中国直流输电工程提供了技术范本。

  勇闯“无人区”

  特高压直流输电技术领先世界

  广东经济正在飞速前进,G D P连续多年位列全国第一,庞大的经济体量和强劲的经济增速,需要巨大规模的电力供应来保障。在遥远的西南地区,丰富的水利资源为电力供应提供了可能。

  在李立浧主持下,天广直流、贵广直流、贵广第二回等多项±500千伏超高压直流输电工程启动建设并相继投产。经济社会的发展,呼吁更大体量的“西电东送”。发展更大容量、更远距离、更高效率的输电技术,成为电力跨区域输送迫在眉睫的难题。

  在此背景下,李立浧率先提出建设±800千伏特高压直流输电工程。他算了一笔账,随着金沙江下游向家坝、溪洛渡等水电的规模开发,有近4000万千瓦水电需远距离高效送出,实践发现,交流输电方案技术并不可行。如果以500千伏交流技术进行输电,每回输送150万千瓦,需要至少26回,且交流输电方案占地大、损耗高,极不经济。如果以±500千伏直流输电,每回输送300万千瓦,需要至少13回,所以±500千伏直流输电方案也存在不足。

  如果说±500千伏超高压直流输电是一辆快速火车,那么±800千伏特高压直流输电就是一辆高铁,其电力输送容量、送电距离和输电效率,都远远高于±500千伏超高压直流输电。然而,这一技术从未有人尝试过,国外也仅有对±600千伏超高压直流技术的探索。

  这一想法提出后,曾遭遇不少质疑的声音。除国内外没有任何可借鉴经验外,特高电压、特大电流下的绝缘物理特性、电磁环境、设备研制、系统控制等难题亦尚未攻克。

  李立浧觉得,不能因为技术难度大、此前没有相关经验就放弃。他带领国内数十名专家,通过160多家单位联合攻关,研制了13大类73种主要电气设备,获得关键技术141项,创造了37项世界第一。

  对于技术攻关的种种细节,李立浧仍记忆犹新。比如,为解决特高压输电的外绝缘难题,他提出以硅橡胶复合绝缘材料替代传统绝缘材料,但国内不具备相应的试验条件。为此,他们将材料送到瑞典一家实验室,完成了真型实验,从理论和实验上证实了±800千伏超高压直流输电的可行性。

  “坦率来说,我从来没有认为它干不成。”向南都记者回忆此事时,李立浧如是说。他说,在这一工程启动之初,±800千伏特高压直流输电工程的大框架已在他的脑海里搭建好了,“余下的工作是研发、施工各司其职”。“我关注的不仅仅是问题,更要关注进程。我们迟早能做出来,但如何保证在这么短的时间里做出来才是关键。”

  2009年12月28日,世界首个±800千伏特高压直流输电工程———“云南———广东特高压直流输电工程”单极投运。2010年6月18日双极投运,实现了世界电力工程史上的重大突破。

  2017年,“特高压±800千伏直流输电工程”项目获得国家科技进步特等奖,他是第一完成人。

  ±800千伏特高压直流输电工程建成之后,李立浧并未止步。在他的主持之下,±160千伏南澳多端柔性直流输电工程、鲁西背靠背柔性异步联网工程、乌东德特高压多端柔性直流工程等世界领先技术工程相继投入建设。这一系列具备自主知识产权的核心技术和关键技术,成就了中国在直流输电技术上的世界领先水准。

  “思维非常敏锐,对新生事物有浓厚兴趣”,他的同事、南方电网高级技术专家傅明利如是形容他。“善于从多角度综合考量,从复杂的问题中抓住关键,去选择现实中可行又先进的方案,而不是过于追求当前环境下不可实施的技术先进”,南方电网高级技术专家、南网科研院系统所副所长周保荣则如是表示。

  近年来,李立浧提出“透明电网”的颠覆性发展理念。在他的构想中,把现代信息技术与电网相结合,在电网上以小微智能传感器获取数据、以强大的软件系统为支撑的“透明电网”,能让电力系统的各个环节直观展示出来,实现电源信息、网络信息、市场信息、设备状态、运行状态和交易状态等各个环节的透明。

  他设想,从现在起,用5到10年的时间,实现这一梦想。“‘透明电网’的延伸,就是‘透明电力系统’、‘透明能源系统’、系统网络平台可以发展成零边界成本的能源互联网。”

  高光时刻

  率先提出研发±800千伏特高压直流输电技术,这是此前无人触及的难题。李立浧带领国内数十名专家,通过160多家单位联合攻关,成功建设了世界首个云南———广东特高压直流输电工程。

  特高压直流输电技术是国际上公认的中国领先世界的技术,是能源电力领域的重大创新。带动了中国和世界特高压直流输电大规模发展,使得电工装备成为中国制造的“金色名片”。

  对话

  关于创新

  南都:作为国家科技进步奖特等奖技术主持者,你如何解读“创新”二字?

  李立浧:创新一要立足于国家的重大需求,二要脚踏实地。我认为,技术创新分为三个层次:

  一是创新性技术,立足于当前,对未来3—5年能起到重大作用;二是前瞻性技术,能够影响未来5—10年的发展;第三个,我称为颠覆性技术,这个技术是对未来发生重大影响的,能产生新的发展动力,带来新的变革及新的行业生态。

  关于“透明电网”

  南都:你提出“透明电网”这一概念,这是电网发展史上的又一个“无人区”,能具体解释一下吗?

  李立浧:具体来说,就是将现代信息技术、自动控制技术、人工智能技术等与电网相结合,通过在电网中安装多个小微智能传感器,使每一个设备都处于数据影像下。这会彻底改变电网的信息形态,整个电网系统都将是智能的、透明的。

  利用信息技术,整个电网将实现全面可见、可知、可控。在规则的允许下,谁需要信息都可以获取,它透明地呈现在大家面前,这样公众才能掌握需要的信息。

  透明电网未来对于可再生能源发展、对能源革命会起到很大作用,使电力形态、能源形态发生革命性变化。

  关于教育

  南都:你的另一个身份是华南理工大学电力学院名誉院长、博士生导师和教授,投身教育对你来说有何意义?

  李立浧:我喜欢和年轻学生在一起,年轻人有朝气、思想活跃。在日常教学、生活中,也愿意跟他们一起探讨各方面的学术问题,从而激发一些新想法、新创意。

  教学和科研,两者侧重点是不同的。长期在企业的科研工作经历与目前的教学工作相结合,能使我思维更加开阔。我们在教学和科研方面都要紧紧把握国家重大需求,都要有前瞻性的眼光,去考虑技术的发展方向。

  出品:南都采编指挥中心

  统筹:南都人物新闻工作室

  采写:南都记者刘雪

  摄影:南都记者钟锐钧

  视频:南都记者李琳 陈冲

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