高榮偉
2018年1月8日,國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在人民大會堂舉行,中國工程院院士、南方電網(wǎng)公司專家委員會主任委員李立浧作為第一完成人研究的“特高壓±800kV直流輸電工程”項目,榮獲2017年國家科技進(jìn)步獎特等獎。
據(jù)了解,作為著名的直流輸電專家,李立浧帶領(lǐng)團隊研究的特高壓±800kV直流輸電技術(shù),是解決我國能源與電力負(fù)荷逆向分布問題、實施國家“西電東送”戰(zhàn)略的核心技術(shù)。與此同時,該項技術(shù)為全球能源互聯(lián)提供了中國方案。
從清華走出的電網(wǎng)專家
李立浧,1941年出生于江蘇建湖縣上岡鎮(zhèn),1955年進(jìn)入鹽城中學(xué)讀書。1961年李立浧參加高考,順利考入了清華電機系,“數(shù)學(xué)考了滿分”。作為老家建湖岡東公社第一個考上清華的學(xué)生,李立浧在家鄉(xiāng)引起巨大的轟動。
1968年7月,李立浧走出學(xué)習(xí)和生活了7年的清華大學(xué)校園,懷著“服從國家安排,到祖國最需要的地方去”的豪情,他踏上去蘭州的列車,開始了16年的西北之旅。
李立浧被分配到水利電力部西北電力建設(shè)局送變電工程公司工作。當(dāng)他離開這片土地的時候,這里留給他的記憶,不僅僅是艱苦的條件,更有精神、技術(shù)和體魄的磨煉。白天,他與隊友們風(fēng)里來,雨里去,常年奔波在大西北茫茫的高原上;夜晚,他坐在煤油燈下看書,厚厚的電力專著,陪他渡過了無數(shù)個不眠之夜。他的近視度數(shù)漸漸達(dá)到了2000度,但這更促使他努力投身電力這一給人帶來無限光明的事業(yè)之中去。
“有一次330kV的施工,是我國第一次雙分裂導(dǎo)線施工,由于缺乏相關(guān)知識,一個月都沒能架成一檔線?!贝饲榇司?,令李立浧下決心利用所學(xué)知識,解決施工中碰到的難題。他想到了材料力學(xué)柔索理論中的懸鏈線方程。經(jīng)過反復(fù)計算,李立浧終于找到了最佳答案。李立浧的巧妙設(shè)計,極大提高了工作效率,5天就架好一檔線。
后來,他逐步負(fù)責(zé)起公司的技術(shù)工作,成為公司的總工程師、副總經(jīng)理,帶領(lǐng)送變電公司參加我國第一個交流500kV輸變電工程建設(shè)的全國大會戰(zhàn),取得了驕人的成績。其后,李立浧又被調(diào)到武漢籌備建設(shè)我國第一個±500kV直流輸電工程——葛洲壩—上海直流輸電工程。湖北工作8年后,他又來到珠江邊的廣州,籌備建設(shè)我國第二個±500kV直流輸電工程——天生橋—廣東直流輸電工程。
“我的電力生涯,就是從黃河流域到長江流域,再轉(zhuǎn)戰(zhàn)珠江流域”。多年后,李立浧自豪地說。
長期的工程實踐中,李立浧不斷攻克一個又一個難關(guān)、填補一項又一項空白。雖然電網(wǎng)建設(shè)中不乏創(chuàng)新之舉,但“葛上”“天廣”等工程的直流設(shè)備技術(shù)規(guī)范均是聘請外國咨詢公司編制,耗資數(shù)百萬美元,李立浧一直對此心有不甘。他認(rèn)為,中國直流輸電工程的設(shè)備技術(shù)規(guī)范,應(yīng)該由中國人自己編制,要自己想辦法解決問題。
拿下“葛上”“天廣”工程的直流設(shè)備技術(shù)規(guī)范編制難題,在他的心中涌動。經(jīng)過多年努力,李立浧主持編制的 “貴廣”直流工程設(shè)備技術(shù)規(guī)范,不僅結(jié)束了請國外咨詢公司編制技術(shù)規(guī)范的歷史,而且為我國直流輸電工程提供了技術(shù)范本。
李立浧是我國電網(wǎng)建設(shè)的參與者和見證者。半個世紀(jì)的科研和實踐過程中,李立浧院士創(chuàng)造了中國電網(wǎng)建設(shè)的許多個第一:他先后參加和組織建設(shè)了我國第一條330kV交流輸電工程、第一條500kV交流輸電工程、第一條±500kV直流輸電工程等。李立浧是我國直流輸電工程主要開拓者之一。在中國電力工程界,李立浧被譽為中國“直流輸電第一人”。
2007年的院士評審中,李立浧在480多名候選人中脫穎而出,成為我國電力企業(yè)十年來的第一位中國工程院院士。
參與世界首個特高壓直流輸電工程
我國幅員遼闊,能源資源總體來看比較豐富,但資源與電力負(fù)荷分布卻極不均衡。負(fù)荷主要在長三角、珠三角等東部發(fā)達(dá)地區(qū),而能源資源主要在西部和中部。
擺在科學(xué)家面前的難題是:“西電東送”的輸電距離由此前的1000公里延伸至2000公里及以上。數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)輸電距離大于800公里時,采用直流輸電更加經(jīng)濟。如果采用原有的±500kV直流輸電技術(shù),每回輸送300萬千瓦電量,需要至少13回,且占地大、損耗高,極不經(jīng)濟。相比之下,我國在世界上首次提出大容量、低損耗的特高壓±800kV直流輸電技術(shù),每回輸送容量可達(dá)500萬—1000萬千瓦,輸電距離超過2000公里,技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢十分突出。
發(fā)展特高壓直流輸電技術(shù)成為必然選擇。從±500KV提高到±800KV,電壓等級提高1.6倍,國外沒有做過,要不要上,成為爭議的焦點之一。這個時候,“從技術(shù)到設(shè)備研發(fā)都遇到了不少質(zhì)疑的聲音?!?/p>
李立浧強調(diào),該項技術(shù)創(chuàng)新性極強、難度極大。由于屬世界首創(chuàng),國內(nèi)外沒有經(jīng)驗可資借鑒,尤其是面臨“特高壓、大電流下的絕緣物理特性,電磁環(huán)境,設(shè)備研制,系統(tǒng)控制等四大挑戰(zhàn)和難題?!币酝饨^緣技術(shù)為例,“目前在電網(wǎng)輸電線路絕緣材質(zhì)中,鋼化玻璃、瓷質(zhì)是主流材質(zhì),“而云廣特高壓跨越滇、桂、粵三省,線路面臨重污穢、高海拔、重覆冰等復(fù)雜環(huán)境,常規(guī)的絕緣材料無法滿足特高壓直流的安全運行要求”。
“不能因為國外沒有,我們就不能搞、不敢搞?!崩盍普f。為了突破材料瓶頸,他帶領(lǐng)團隊,結(jié)合自身數(shù)十年在直流工程建設(shè)運行的經(jīng)驗,提出以硅橡膠復(fù)合絕緣材料替代傳統(tǒng)陶瓷絕緣材料的方案,并在短短半個月內(nèi)拿出了試驗樣品,解決了特高壓輸電的外絕緣難題。
在李立浧的帶動下,國家電網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司聯(lián)合科研、高校、設(shè)備制造等160多家單位、上萬名科研人員協(xié)同攻關(guān),攻克了設(shè)備研制、系統(tǒng)控制等一系列世界級難題。項目完成關(guān)鍵技術(shù)研究141項,創(chuàng)造了37項世界第一,在世界首次研發(fā)了13大類73種主要電氣設(shè)備。“從引進(jìn)到消化吸收,再到創(chuàng)新引領(lǐng),中國在特高壓領(lǐng)域已完全擺脫了西方的技術(shù)封鎖,掌握了話語權(quán)?!崩盍票硎尽?/p>
據(jù)了解,特高壓±800kV直流輸電技術(shù),是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、送電距離最遠(yuǎn)、技術(shù)水平最先進(jìn)的輸電技術(shù)。
一張“中國創(chuàng)造”和“中國引領(lǐng)”的金色名片
在李立浧主持下,從2004年開始,特高壓±800kV直流輸電工程開始建設(shè)。
經(jīng)過6年的努力,2010年,我國成功建成世界上首批技術(shù)領(lǐng)先的云南-廣東、向家壩-上海特高壓±800kV直流示范工程。投運7年多來,運行的穩(wěn)定性和可靠性“甚至超過當(dāng)初一切依賴進(jìn)口的500kV輸電線路”。
目前,特高壓已經(jīng)成為“中國創(chuàng)造”和“中國引領(lǐng)”的金色名片。特高壓工程的投用不僅解決了國內(nèi)的電力輸送問題,更推動我國能源領(lǐng)域高新技術(shù)強勢“走出去”。2014年和2015年,國家電網(wǎng)公司先后成功中標(biāo)巴西美麗山一期、二期特高壓±800kV直流輸電工程,實現(xiàn)了中國技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、裝備、工程總承包和運行管理全產(chǎn)業(yè)鏈、全價值鏈輸出。據(jù)悉,與我國能源分布相似,巴西地域遼闊,80%用電負(fù)荷集中在東南部發(fā)達(dá)地區(qū),而發(fā)電資源則集中分布在北部亞馬遜河流域,供需分布極不平衡。在李立浧看來,特高壓直流輸電為全球能源互聯(lián)提供了中國方案。
作為連接我國能源基地與負(fù)荷中心的“電力動脈”,特高壓±800kV直流輸電工程,目前最大容量已經(jīng)達(dá)到1000萬千瓦級,一天24小時可以輸送2.4億度電,相當(dāng)于1200輛100噸卡車送的煤,通過電網(wǎng)瞬時完成。據(jù)媒體描述:“來自甘肅的風(fēng)電、太陽能發(fā)電等清潔能源,可瞬間送至湖南湘潭換流站,耗時僅0.008秒……”這是特高壓±800kV直流輸電技術(shù)最近成功應(yīng)用于酒泉至湖南±800kV特高壓直流輸電工程時的場景。
“這真是人類歷史上最偉大的‘搬運!”“這將極大解決我國東西能源資源分布不均的問題,其技術(shù)的提升,就如同從‘綠皮火車提速至‘復(fù)興號高鐵那樣,大大提高了送電效率。”“從頭到尾”全程參與項目研發(fā)、組織的國網(wǎng)公司副總經(jīng)理劉澤洪這樣形容。
國家電網(wǎng)公司董事長舒印彪指出:“沒有特高壓之前,我們都是哪里用電就在哪里建電廠,造成了煤電油運緊張:受巨量電煤所累,鐵路車皮緊張;高速公路上超載大貨車排成長龍,呈現(xiàn)獨特的中國式汽車運煤現(xiàn)象。這一不經(jīng)濟,二不安全,三帶來大量污染,東部地區(qū)環(huán)境承載力幾至極限?!彼?,能否變輸煤為輸電,用西部風(fēng)電、水電、太陽能光伏等新能源,以及煤炭坑口高效集約開放,“打捆”輸送到東中部,“是擺在我們能源人面前的重大戰(zhàn)略課題”。特高壓變輸煤為輸電,有效解決能源大范圍平衡問題。
鑒于李立浧團隊取得的驕人業(yè)績,2017年,國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎特等獎授予“特高壓±800kV直流輸電工程”,以表彰這項工程技術(shù)對國家重大戰(zhàn)略需求所做出的貢獻(xiàn)。據(jù)了解,作為著名的直流輸電專家,李立浧帶領(lǐng)團隊研究的特高壓±800kV直流輸電技術(shù),是解決我國能源與電力負(fù)荷逆向分布問題、實施國家“西電東送”戰(zhàn)略的核心技術(shù)。
成功秘訣:把從事的事做到極致
“剛參加工作時,我是從一線電力工地的工人、技術(shù)員做起的。做過輸變電建設(shè)的送電工,還干過挖坑、立電桿、架線等基本作業(yè)?!彪m然這些一線工作不涉及深奧的電力技術(shù)知識,但他認(rèn)真對待,在下工地的第一天,李立浧就爬上電線桿開始作業(yè)。
“我向一線工人學(xué)習(xí),學(xué)到了很多實踐經(jīng)驗,這些對我日后的工作都有很大幫助?!辈还苁秦?fù)責(zé)某一項技術(shù)工作,還是擔(dān)任總工程師,李立浧都非常仔細(xì)的把每一件事情做好。在一次演講時,面對莘莘學(xué)子,李立浧動情地說,無論從事什么專業(yè),“都要把本身的事做好,把從事的事做到極致就是專家”。
談及成功的原因,李立浧院士謙遜地說,“主要歸結(jié)為堅持的力量,工作幾十年沒有離開過主題。我相信,生活對于執(zhí)著的人總是有豐厚的回報的。”由于李立浧的“堅持”,自參加工作以來,李立浧獲得了無數(shù)的表彰與榮譽。
“李立浧院士為特高壓的貢獻(xiàn),體現(xiàn)了我國電力工程技術(shù)人員追求科學(xué)和科技報國的精神?!笔嬗”胝f。事實上,與特高壓工程相關(guān)的項目并不是首次獲得國家層面的殊榮,在此之前,李立浧早已榮譽等身,先后榮獲部級科技進(jìn)步獎5項,授權(quán)專利4項。由李立浧牽頭的“高壓直流輸電工程成套設(shè)計自主化技術(shù)開發(fā)與工程實踐”、“惡劣環(huán)境中電氣外絕緣放電特性及其在電網(wǎng)中的工程應(yīng)用”先后獲得過國家科技進(jìn)步獎的一、二等獎。
面對榮譽,年過七旬的李立浧心態(tài)平和?!皩ξ叶?,榮譽不重要。我只希望能在有生之年,盡可能為國家多做些事,為實現(xiàn)電力支持人民的美好生活、支持中國夢的實現(xiàn)做出自己的貢獻(xiàn)。”
(作者單位:河南省社旗縣縣委黨校)