厉害了，“追风人” ！

蔡侗辰

你能想象远在青海的阳光能为中原“充电”吗？

我国风能、太阳能资源丰富，但它们却像草原上的“野马”，性情不定，难以驯服。

有这样一个团队，短短几年时间，他们突破了一个个世界级难题，创造了一项项世界第一。在他们的努力下，特高压直流输电成为国家战略级技术，和高铁、北斗一样，成为享誉世界的“中国名片”。他们是国家电网经研院直流技术攻关团队，他们被称作驯服风光野马的“追风人”。

彻底摆脱“洋拐棍”

为了驯服风能、太阳能，2012年他们便开展了大量基础性研究。当时我国在柔性直流输电技术方面没有任何经验，国外相关核心技术又严加封锁。“在接到项目任务时，攻关团队每个人心中都惴惴不安，完全没有成功的把握，有的同志提出以市场换技术的方式找外方搞技术引进，但几次接触下来，技术转让条件苛刻，我们根本无法接受。”国网经研院直流技术中心主任乐波坦言。

这支攻关团队太年轻了，刚组建时平均年龄还不到30岁。带着一股开拓创新、永不服输的拼劲，他们开始了披荆斩棘的闯关之旅。

舟山工程是国家电网第一个商业化的柔性直流工程，也是世界首个五端柔性直流工程，主接线要比国外的两端工程复杂得多。整个工程要用的设备有上百种，每种设备又有多种型式，排列组合起来就有上千种，许多设备连见都没见过，更别说熟练使用和布置。

接到任务后，團队迅速分工，有的总结以前常规工程的设计经验，有的研究新设备的功能和特点，有的开展理论分析，有的搭建仿真模型。其间，他们提出了几十种方案，但经过反复仿真分析，都满足不了五端直流安全稳定运行的要求。

只好全部推倒，从头再来。

又经过数月的“闭关修炼”，世界首个五端柔性直流工程主接线终于完成，彻底打破了未来可能的外方知识产权限制，完全做到了自主化设计。

舟山工程后，他们又“攻下”了供电可靠性要求更高的厦门工程。“现在，外方为了提高工程可靠性，反而模仿起‘中国方案，我们的身份也实现了从‘学生到‘老师的华丽转变。”乐波骄傲地说。

在没有任何资料可供借鉴的情况下，攻关团队拿下了一个又一个世界难题，实现多项技术零的突破，形成一套完整的柔性直流输电成套设计体系，彻底摆脱了“洋拐棍”，实现了柔性直流输电技术领域的“弯道超车”和“中国引领”。

创造12项世界第一

2020年6月29日，张北柔性直流电网工程竣工投产，来自草原的绿色动能点亮了京城的万家灯火。张北工程不仅能够满足冬奥会的100%清洁供电需求，还将每年向北京输送225亿度清洁电力，相当于北京年用电量的十分之一。

“柔性直流电网技术可以控制电能灵活转向，适应新能源的波动，是目前世界上最先进的输电技术。”乐波说，张北工程采用了我国原创、世界领先的柔性直流电网新技术，把过去不可控的风能变为可控优质电能。“工程创造了12项世界第一，提出了破解新能源大规模开发利用世界级难题的中国方案。”

12项沉甸甸的世界第一，凝聚着科研人员克服重重困难、战胜层层挑战所付出的艰辛和努力。

灵活可靠消纳新能源，首先碰到的难题是要研制确保电网安全的新设备、新技术。“直流电网设计的难点在于要应对不经常发生的严重故障，解决这个问题，就必须找到能确保电网安全的‘速效救心丸。”团队技术骨干李探博士说。

李探一毕业，就和团队一头扎入柔性直流电网的资料堆，从查公式、编程序开始，一晃就是5年时间。研发之初，由于相关技术在世界范围内都处于完全空白状态，没有任何经验可供借鉴，团队只能从零开始。然而正是这张“白纸”，给年轻的科研人员提供了从理论到实践的广阔舞台。

不设权威、自由发挥、鼓励原创是团队组建时就确定的工作原则。从“半桥式换流阀+直流断路器”到“全桥式换流阀”，他们大胆假设、小心求证，从“交流耗能装置”到“直流耗能装置”，他们严谨细致、一丝不苟，经历了数月“白加黑”“5+2”的鏖战和面红耳赤的争论，终于实现了“首台套”直流断路器和交流耗能装置的重大技术突破。

张北工程的联调试验需要依赖于“新能源”和“柔性直流电网”的真实模型，这两个高度复杂的系统，单独拿出来进行建模已经困难重重，进行联合测试更是从未有过先例。

400多面控制屏柜，通过上万根线缆连接起来，将新能源和4座换流站组合在一起，建立起反映电网真实特性的超大规模仿真系统。仅启动一次，就要花费数小时。

“这只是迈出了平台构建的第一步。”实验室负责人厉璇介绍，“在资源条件有限的情况下，还要准确刻画复杂系统的快速变化特性，这是更加关键的一步。”几十个新能源场站，四端柔性直流电网，包含了数十万元件、上万根光纤，对系统的实时运算能力提出了严峻挑战。为了实现实时运算，如此庞大的系统在每个毫秒都要进行几十亿次仿真计算，这俨然是一个超级计算系统，超算能力对系统配置提出了不可能达到的要求。

为了实现实时运算目标，必须另辟蹊径。“将系统和元件进行有效简化后，我们所提出的多项等值技术将仿真速度提升了近60%，完全达到工程精度。”厉璇说。在对模型进行逐步等值的过程中，科研人员们经历了种种坎坷和失败，一个错误的脉冲信号，一个程序的细微漏洞，或一个设置不合理的参数，都容易导致系统报错或失稳崩溃。