院士专家工作站是全市科协组织服务技术创新、助力高质量发展的重要载体和平台。近年来,市、区科协聚焦武汉重要领域、重点产业,积极搭建产学研合作平台,建成市级院士专家工作站97家,涌现出一批产学研合作紧密、运行成效显著、示范带动作用明显的先进典型。日前,市科协启动“十佳院士专家工作站”宣传展示活动,联合长江日报融媒体中心邀请记者寻访院士专家工作站,寻找产学研武汉故事。从本期起推出院士专家工作站系列深度报道,展示院士专家下沉一线服务企事业单位动人风采,宣传企事业单位参与武汉经济社会高质量建设生动实践。
赓续高电压技术基因,武汉南瑞这样创新攻坚
打破技术瓶颈,实现柔直电容器国产替代;研发出雷击风险评估软件和系列防护装置,形成了一整套雷击差异化预防技术;开发全钒液流电池储能,实现安全智慧充电。国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司(以下简称“武汉南瑞”)院士专家工作站坚持以企业创新需求为导向,依托院士专家资源优势,通过项目攻关、战略咨询、院士讲座、专题研讨、技术评审等方式,推进科技成果转化和产业化。
武汉南瑞执行董事、党委书记彭旭东。李子云 摄
武汉南瑞院士专家工作站成立于2016年1月,是湖北省首个电力领域“院士专家工作站”。工作站共有3名在站院士,分别为中国工程院潘垣院士,具体指导智能化电器装备技术研究;中国科学院程时杰院士,具体指导智慧配电网及储能技术研究;中国科学院陈维江院士,具体指导智能电网运维技术研究。
院士专家工作站成立以来,先后获评武汉市模范院士专家工作站、全国模范院士专家工作站等。
武汉南瑞执行董事、党委书记彭旭东向记者介绍,在3位院士及院士专家团队的指导下,武汉南瑞紧密围绕电力保供、能源转型中的关键技术难题,持续开展核心技术攻关、重大装备研制、重点工程示范,目前已经成为支撑电网安全稳定运行不可或缺的重要科技力量。
减少“卡脖子”清单上的项目
“看这个方方正正的盒子,你知道以前国外供应商将它卖给我们要多少钱吗?”武汉南瑞资深专家刘飞指着一台类似电脑机箱的产品对记者说,这是项目里必不可少要用到的直流干式电容器,它从国外引进的费用大概是3万元。“3万元看起来单价不算特别贵,但用在特高压的直流输电工程里面,可能需要上万个,这样算下来,还是很大的费用的。”刘飞介绍说,除了价格上的问题,还面临供货周期的问题。
我国的风电、光伏、水利等资源丰富,但存在分布不均、发展不平衡的问题,当我们需要远距离、大规模地输送电力时,需要能够胜任这种长距离大容量的特高压输电方式。因此,如何让这款特殊的直流干式电容器国产化,一直是武汉南瑞思考的问题。
潘垣院士历经近10年指导武汉南瑞电容器专业的建设与发展,双方通过联合研发、成果指导等方式,结合材料和结构工艺研究,提出了金属化薄膜防粘连的电容器耐久性能提升方法和改性聚氨酯材料配方,实现了高储能密度的柔直电容器设计,系统提升了直流电容器产品的绝缘水平、抗短路冲击能力、储能密度等性能,自主研发出2800V/8000μF直流干式电容器,率先通过了国家电网公司特高部组织的两轮统一比对测试,并连续三年获得湖北省双创战略团队支持,成为国家电网公司“高端输变电产业链”中“直流干式电容器”产业链的支链长单位,为解决柔直电容器“卡脖子”关键技术难点实现国产替代提供了有力支撑。
刘飞表示:“把国家‘卡脖子’清单上的项目能够减少一个,这个意义非常重大。”
武汉南瑞自主研发的电容器元件。李子云 摄
从“追着雷电跑”到“跑在雷电前”
夏季雷电天气频发,常常给户外电力设备如输电线路、输电杆塔、变电站等造成非常严重的危害。陈维江院士长期担任武汉南瑞雷电实验室学术委员会主任委员,一直指导实验室科研攻关工作。指导实验室研制出广域雷电地闪监测系统,建设了国际规模最大、指标领先的广域雷电监测网,雷电探测效率达95%以上,定位精度优于500m。
武汉南瑞自主研发的DLF6000型雷电探测站。李子云 摄
武汉南瑞科信部主任江翼介绍,有了覆盖全境的雷电监测系统以后,一旦输电线路发生雷击故障,就可以准确的定位到雷击故障的发生位置,指挥相关抢修人员去处理故障,及时恢复正常供电。
另外,我们还提出了输电线路雷击闪络风险逐塔分析方法与防护策略,研发出雷击风险评估软件和系列防护装置,形成了一整套雷击差异化预防技术。“像天气预报一样,可以提前预知雷击风险。”江翼说道。近2年,他们还联合院士团队获批了国家能源雷电灾害监测预警与安全防护重点实验室,申报了中国气象局雷电重点开放实验室、国家电网雷电监测与防护技术实验室,电网雷击风险预防湖北省重点实验室建设以来连续4年获评优秀。
更加安全高效,满足更多需求
位于汉口火车站北广场的智慧充电塔项目也是武汉南瑞创新攻关的典型代表。智慧充电塔既要满足立体停车的功能,还要满足示范光伏充电桩的设计需求,这是一个不小的挑战。
汉口站附近都是老居民区,停车场的位置挨着110kV的户外变电站,利用怎样的能源、通过怎样的方式来解决难题?在程时杰院士的指导下,武汉南瑞开发了全钒液流电池储能系统,这个储能系统最大的特点就是安全,其中用到的电解液是水系的,电池的主部件运用特殊的、不易燃塑料件,适合于在对安全性要求比较高的场所使用。
武汉南瑞承担建设的汉口充电塔全钒液流储能系统。李子云 摄
武汉南瑞传承原国网武汉高压研究院高电压与绝缘技术学科优势,始终坚持科研产业化道路,逐渐拓展了电工材料与电介质、电力信息技术等新学科专业,形成了科技创新、技术研发、成果转化的全链条体系,业务范围涵盖智能电网运维、高端材料应用、节能环保服务三大领域。建站以来,院士专家团队十分注重公司青年科技创新人才挖掘和培养,共计接收8名博士入站开展博士后工作,同时先后指导20余人次获得政府、国家电网公司各类人才称号。
近几年武汉南瑞获得的国家电网公司“青年创新创意大赛”金奖(部分)。李子云 摄
接下来,武汉南瑞将进一步推动产学研紧密合作,促进科技成果产业化,提高企业自主创新能力,培养科技创新人才队伍,为我国新型电力系统建设和新型能源体系构建提供人才保障和智力支持。