田杰：研究自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)直流輸電技術(shù)

　　人物簡(jiǎn)介：田杰，南瑞集團(tuán)南京南瑞繼保電氣有限公司研究院副總工程師，入選國(guó)家“萬(wàn)人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才。

　　在電力傳輸中，直流輸電控制和保護(hù)對(duì)防止大面積停電事故、保障電力穩(wěn)定供應(yīng)至關(guān)重要，是直流輸電的“神經(jīng)中樞”。有一群人專(zhuān)門(mén)為直流輸電設(shè)計(jì)“神經(jīng)中樞”，南瑞集團(tuán)南京南瑞繼保電氣有限公司研究院副總工程師田杰就是其中一位。他曾獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、中國(guó)電力科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等20余項(xiàng)國(guó)家及省部級(jí)科技獎(jiǎng)勵(lì)，見(jiàn)證了我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)直流輸電技術(shù)從落后到領(lǐng)先的全過(guò)程。

　　研發(fā)直流輸電控制和保護(hù)設(shè)備

　　2000年，我國(guó)“西電東送”工程全面啟動(dòng)，利用高壓直流輸電技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電成了急迫需求。2001年，南瑞繼保公司承擔(dān)“超高壓直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)引進(jìn)與設(shè)備開(kāi)發(fā)”重大科研項(xiàng)目研發(fā)工作。直流輸電通過(guò)控制換流器實(shí)現(xiàn)電能傳輸，它的保護(hù)系統(tǒng)就像人的“大腦”。±500千伏葛洲壩—南橋直流工程是西電東送的重要通道。這時(shí)候，工程中由國(guó)外企業(yè)生產(chǎn)的控制保護(hù)設(shè)備已運(yùn)行十余年，能從國(guó)外獲得的技術(shù)支持也較少。在改造這條線(xiàn)路時(shí)，因?yàn)椴](méi)有多少經(jīng)驗(yàn)，科研人員們差不多是邊學(xué)邊干。利用有限的技術(shù)資料，當(dāng)時(shí)承擔(dān)改造工程的田杰和團(tuán)隊(duì)成員一邊快速消化吸收，一邊將整個(gè)技術(shù)框架勾勒出來(lái)，不停設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、改正，不斷推翻重來(lái)，直到每個(gè)環(huán)節(jié)都確認(rèn)無(wú)誤，最終完成了全套國(guó)產(chǎn)化直流控制保護(hù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā)。2005年4月1日，國(guó)內(nèi)第一個(gè)完全國(guó)產(chǎn)化的高壓直流控制保護(hù)系統(tǒng)——葛洲壩—南橋±500千伏直流控制保護(hù)系統(tǒng)啟動(dòng)一次性成功。

　　持續(xù)探索柔性直流輸電技術(shù)

　　不僅帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成直流輸電保護(hù)控制系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化任務(wù)，田杰還把目光投向了柔性直流輸電技術(shù)。由于采用和傳統(tǒng)直流輸電線(xiàn)路完全不同的電力電子器件，柔性直流輸電技術(shù)研究要從零開(kāi)始。田杰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從文獻(xiàn)入手，論證、推導(dǎo)、建模、計(jì)算、驗(yàn)證……一關(guān)一關(guān)地闖過(guò)去。2011年，他們自主研制的國(guó)內(nèi)首套柔性直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)在上海南匯柔性直流輸電示范工程投運(yùn)。之后，他們完成了500千伏、300萬(wàn)千瓦等級(jí)柔性直流電網(wǎng)核心裝備技術(shù)攻關(guān)，還攻克了2020年6月投運(yùn)的張北柔性直流電網(wǎng)示范工程建設(shè)中的多項(xiàng)柔性直流輸電技術(shù)難題。

　　在解決難題中尋找創(chuàng)新方向

　　電網(wǎng)需求就是技術(shù)攻關(guān)的“指揮棒”，看到交流電網(wǎng)潮流控制難題影響電網(wǎng)發(fā)展，田杰將創(chuàng)新的目光投向了統(tǒng)一潮流控制器 (UPFC)。

　　事實(shí)上，UPFC的概念在電壓源型換流器發(fā)展時(shí)就被提出了，但換流器在靈活度和可靠性上無(wú)法滿(mǎn)足控制交流潮流的需求。“我研究后發(fā)現(xiàn)柔性直流輸電最新的模塊化多電平技術(shù)應(yīng)該能解決問(wèn)題。”田杰說(shuō)。之后，設(shè)計(jì)系統(tǒng)拓?fù)洌芯肯到y(tǒng)應(yīng)用條件，研制換流閥樣機(jī)、控制保護(hù)系統(tǒng)樣機(jī)、晶閘管高速開(kāi)關(guān)樣機(jī)，開(kāi)展樣機(jī)及系統(tǒng)試驗(yàn)……UPFC研制一氣呵成。隨著我國(guó)首個(gè)基于模塊化多電平換流器(MMC)的UPFC工程——南京西環(huán)網(wǎng)UPFC示范工程和世界最高電壓等級(jí)的UPFC工程——500千伏蘇南統(tǒng)一潮流控制器工程的先后投運(yùn)，國(guó)產(chǎn)電力高端裝備的影響力不斷提升。（邵震霞）