11月7日,江苏省科技大会暨江苏省科学技术奖励大会在南京召开,会上宣读《省政府关于2023年度江苏省科学技术奖励的决定》,表彰为全省科技事业发展作出突出贡献的单位和科技工作者。南瑞集团获2023年度江苏省科学技术奖13项,其中牵头一等奖1项、三等奖3项。
研发中心、南瑞工控、武汉南瑞牵头的《高速铁路牵引供电系统高性能保护控制关键技术及装备》项目获省科学技术奖一等奖
项目背景:
随着我国高铁建设的快速发展,牵引供电故障次数明显增多,因牵引供电系统保护不正确动作、故障处理自动化程度不高,牵引网停电、供电恢复时间长时有发生,牵引网雷击不跳闸缺乏诊断手段。项目围绕“故障灵敏辨识-供电快速恢复-风险精准防范”等影响高速铁路高可靠供电的多个保护控制技术难题,突破了高速铁路牵引网自适应距离保护、高阻抗故障检测、牵引变压器差动保护、故障测距及自愈、雷击风险评估及诊断等关键技术,研制了系列化、成套化保护控制装置及系统,取得了系列技术成果。
▲项目研究思路
项目成果:
首创馈线自适应Γ形距离保护方法,解决了距离保护可靠性与灵敏性难以兼顾的难题;发明基于广域电流比值增量的高阻抗保护方法,保护灵敏度大幅提升;提出综合铁芯磁链和波形间断的励磁涌流辨识方法,差动保护典型动作时间缩短一半以上。
首创同相横联电流比测距及测距参数自动整定方法,测距误差由500米降至200米以下;发明计及车网工况约束的牵引网故障隔离及自愈方法,供电恢复时间由20分钟左右降低至秒级。
提出高铁雷击过电压计算方法,首次绘制京沪高铁雷电地闪密度分布图,发明基于层次分析法的雷害风险评估方法,有效指导了高铁差异化防雷工作;提出融合广域雷电监测数据的牵引网雷击隐患点定位方法,雷击诊断准确率大于95%,定位误差小于150米。
应用成效:
项目研制的牵引供电高性能保护控制设备已在我国高速铁路广泛应用,雷击风险评估技术在全国推广,投运的装置与系统性能优异、稳定可靠,性能指标显著提升,受到广大用户高度认可。项目产品与技术支撑了一批国家重大战略和民生工程顺利实施,为我国高铁安全运营提供了重要保障,具有显著的经济社会效益。
▲高速铁路牵引供电高性能保护控制设备运行现场
南瑞继保牵头的《特高压柔性直流换流阀关键技术及工程应用》项目获省科学技术奖三等奖
项目背景:
特高压柔性直流是实现“双碳”目标、解决远距离大规模新能源外送的最主要技术手段。换流阀是柔性直流输电的“心脏”,是我国重点发展的战略性高端装备。立项之初,国际上柔直换流阀最高电压/容量仅为±200kV/200MW,国内为±30kV/18MW,特高压±800kV柔直换流阀处于国际空白,严重制约“西电东送”战略工程实施。项目围绕实现特高压柔直阀装备突破,解决了“特高电压、超大容量、架空线故障处理、极高可靠性、自主可控”多项关键技术问题,研制了特高压柔性直流换流阀装备。
项目成果:
提出特高压应用下强电磁场、超大短路电流的柔直阀高可靠设计方法。揭示多电平等电位电磁兼容机理,首创子模块分区屏蔽设计方法,关键区域电磁场强度降低68%,奠定±800kV柔直阀设备技术基础;提出子模块超高可靠旁路方法,解决单一元件故障引起的停运问题;提出可编程数字驱动技术,提升国产IGBT应用可靠性。
提出支持海量子模块的全链路冗余通信架构和高性能调制阀控技术。提出对上交叉通讯+对下互联通信的阀控架构,解决单一光链路故障引起的子模块旁路问题;首创子模块零电平状态扩展调制技术,不增加硬件成本,平衡器件热应力;首创子模块动态冗余调制技术,提升子模块电压裕度和动态性能。
提出基于厂内和现场多维度、多层级、全方位、全链路的特高压柔直阀试验方法。提出器件级-子模块级-阀段级-系统级试验方法,IEC62501试验覆盖率100%,支撑国标新增的四项提高可靠性特殊试验;提出子模块-阀控-控保全链路测试技术,完成特高压柔直阀厂内系统全闭环测试;首创厂内-现场全方位非侵入测试技术,彻底排除人工操作和判断的风险。
应用成效:
项目成果落地±800kV白鹤滩-江苏、乌东德特高压直流等多个重大工程,为我国电力发展作出重大贡献。项目成果带动了我国功率半导体产业链自主发展,为建设新型电力系统奠定了技术和装备基础。
▲特高压柔性直流换流阀
南瑞继保常州博瑞牵头的《超高压超高速长寿命智能型开关设备关键技术及应用》项目获省科学技术奖三等奖
项目背景:
随着电力系统的不断建设,我国电网在网架形态、容量等方面取得了长足进步,但也面临着直流输电系统故障开断隔离、交流输电系统故障快速切除困难等行业技术难题,影响着大电网的智能化发展及安全可靠运行。项目团队历时10年,攻克技术难关,成功研制超高压超高速长寿命智能型开关系列装备。
项目成果:
构建多物理场作用下的斥力机构全过程能量转化数学模型,解决了超高速开关分合闸缓冲距离短、冲量大引发的开关弹跳过大难题,有效抑制合闸弹跳时间,提升超高速开关机械寿命。
提出基于故障电流瞬时值、斜率、幅值相结合的多判据故障快速识别算法,极大的缩短了短路故障检测判断时间。
提出基于平行级多板卡全控型IGBT充电及储能实时状态监测技术,解决了主/备系统协同控制难题,确保储能及控制系统精准可靠触发,保证了超高速开关设备分合闸动作同期性。
应用成效:
研制的535kV高压直流断路器应用在世界首个多端柔直电网张北工程,保证了北京冬奥100%清洁能源供电;研制的550kV快速开关型故障限流器首次应用于印尼电网,保证其核心电网的安全可靠运行。项目成果涵盖10 ~750kV电压等级的系列化产品,在电力、石化、冶炼、交通等领域应用,经济效益显著,有力支撑我国交直流输电系统可靠运行。
▲超高压超高速长寿命智能型开关设备
南瑞工控牵头的《海上大型风电机组全景监控与智能运维关键技术及应用》项目获省科学技术奖三等奖
项目背景:
海上风电机组动态载荷与振动模态等运行特性复杂,故障概率高,运维巡检成本倍增,运维巡检可达性差等问题突出,亟需借助先进的技术手段,构建海上风电机组全景状态监控及运维体系。针对以上挑战,项目团队历时六年产学研用联合攻关,在海上大型风电机组全景监控、智能运维等方面取得重大突破并实现产业化推广。
项目成果:
首创基于“流体-机械-电气”多维度协同的大型海上风电机组疲劳降载优化策略,叶片、传动链和塔筒应力载荷平均减少约18%。
构建基于“部件状态健康判别-机组高效并网-船只灵活调度”多维度大型海上风电机组智能运维技术体系,海上风电机组的可及率提升约22%。
提出基于故障诊断模型和全过程时序数据采样的大型海上风电机组故障反演方法,实现故障全过程可视化反演,风机潜在故障判别准确率大于80%。
研制大型海上风电机组“全状态感知-分析-决策”全景监控平台,实现海上风电机组关键部件的全状态监测,海上风电机组运维效率提高约32%。
应用成效:
项目研发成果在国电投江苏滨海风电场等多个海上风电场得到推广应用,经济社会效益显著。项目实施提升了我国海上风电机组的运维水平,推动了海上风电相关产业的发展,为构建清洁低碳、绿色高效的能源供应格局提供了有力支撑。
▲海上风电机组全景监控系统效果图
南瑞集团始终把科技创新作为第一动力,深入实施创新驱动战略,瞄准科技创新制高点,坚持科技自立自强,重大科技创新成果不断涌现,近三年,累计获得国家级科技奖励2项,省部级科技奖励210余项。
下阶段,南瑞集团将深入学习贯彻习近平总书记考察国家电网南瑞集团重要指示精神,把握能源电力科技发展主动权,加大基础技术锻造,加强前瞻技术研究,加快关键技术攻关,为推动新型电力系统建设、提高国家能源安全和保障能力贡献智慧和力量。
供稿:科信部、研发中心、武汉南瑞、南瑞继保、南瑞工控
编辑:丁圆圆
一审:科信部 王奔
二审:科信部 李健
三审:欧昶、袁仲伟