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新能源領域的探索者

間歇式電源并網規劃與隨機過程分析技術、風電場雷擊接閃過程觀測及風電機組綜合防雷技術、大規模集中入網新能源建模及應用……一個個科技創新項目,全部出自國家能源集團龍源電力首席技術帶頭人、龍源工程技術公司輸變電技術中心經理張石之手。參加工作十年來,張石用實際行動詮釋了新時代科技工作者的創新精神。近年來,他先后獲得“中國電力科學研究院科學技術進步一等獎”“國家能源集團科技進步二等獎”等榮譽。

今年6月,張石當選國際電工委員會可再生能源接入電網技術分委會工作組專家,這是國家能源集團首次與該國際標準化機構對接,標志著國家能源集團在強化新能源行業國際標準建設、提升標準國際化水平和不斷擴大行業話語權及影響力方面邁上新臺階。

萬水千山不忘來時路

2017年12月的一天早上,一份來自廣西地區風電場的工作聯系單擺在張石的桌上,尋求對風電機組雷擊事故的技術支持。來不及收拾行李,當天他就帶領智能輸變電技術團隊2名技術骨干一起趕到事故現場。

12月的廣西山區依舊高溫多雨,飽受雷擊困擾?!翱?,那個葉片后緣開裂了,都燒黑了,一打雷下雨就心有余悸。”“那咱們測一測,會不會風電機組的防雷設計標準,無法承受實際的雷擊情況呢?”“對!咱們在風電機組里安裝羅氏線圈,測雷電流的幅值和極性,還可以測雷電流的特性……”大家對著嚴重損毀的葉片你一言我一語,紛紛建言獻策。

說干就干,張石帶領技術人員在3個雷電頻發的試點風電場分批次安裝了近百個測量雷擊電流特性的羅氏線圈,還安裝了幾十部工業高速攝像機,同時加裝電場和磁場測量儀,對雷擊數據進行整體分析?!澳懿荒茏鲆粋€模型模擬雷擊過程,分析每個風電場雷擊風險最高的機組呢?”正是張石突如其來的靈感,推開了解決風電機組雷擊問題的大門。兩個月后,大容量風力發電機三維雷電先導發展模型構建出來了,在模型中輸入所有風電機組的相關參數和地理信息,即可形成風電機組的雷擊風險排名,其結果和現場實際數據基本吻合。

最終,張石攜團隊通過風電機組雷擊防護研究,圍繞雷擊過程不明、基礎參數缺乏、風電機組防雷設計不完善和集電系統雷擊故障突出等基礎問題,攻克了風電場雷擊綜合觀測技術、風電機組本體雷擊風險評估方法和風電場集電系統雷電瞬態計算模型3項關鍵技術,并通過開展風電機組雷擊綜合防護方案研究設計工作,保障1.2萬余臺風電機組的平穩運行。

這是張石工作的常態,回望成長的足跡,博士畢業后,他扎根于祖國偏遠艱苦地區,承受了額爾古納葫蘆頭的天寒地凍,度過了平潭島上的炎熱酷暑。一次次難忘的經歷見證了張石為夢想前行的奮斗歲月。

樹高千尺根深在沃土

“將近200個風電場,每年都要做繼電保護定值的校核,這些工作各個風電場每年都委托外部單位進行,一個風電場就要將近10萬元的費用,每年是多大的生產成本支出呀?!?018年3月的一天晚上,張石對著電腦上150多個還未完成的定值計算單犯起了愁。

每個風電場都有大量的基礎參數要收集,全部設備的銘牌、保護CT變比、零序CT變比、跳閘回路的接線……一個風電場需要收集的基礎參數就有幾千個。而且每個風電場具體情況不一樣,都需要單獨建模、核實情況,再做定制化計算,還要出計算書、定值單和定值報告,每個風電場要的報告內容都要上百頁,這個工作量太大了,還從來沒有哪個公司可以完成如此繁冗的定值計算工作。

“必須想個辦法把算法做進系統,最好再開發一個系統,提前錄入市面上所有保護裝置品牌、所有型號和所有版本號的定值單模板,這樣以后就不用再每次現做了。”張石暗暗思忖。而當時市面上所有同類系統都沒有做到兼顧市面上全部保護裝置品牌、型號和所有版本號的定值單模板,不同廠家用詞習慣和說法都不同,如何將幾十萬的數據歸類與區分,是擺在張石面前的一道難題。但敢為人先、破釜沉舟的韌勁讓他下定決心一定要做成。

經過3個多月的封閉開發后,項目終于落地成型。依托兩個管理平臺,可實現繼電保護定值單模板編制、定值在線填報、定值在線生成等功能。平臺包含主流繼電保護設備廠家的定值單模板,可大幅縮減單據編制時間,也能全面掌握各風電場繼電保護執行情況,減少因繼電保護定值不合理導致的誤跳閘率。

無懼風雨迎來新日出

2021年5月末的一個清晨,集團內網刊登了一則頭條新聞:“5月24日,國家能源集團與國家電網公司在京簽署戰略合作框架協議,雙方就深化合作事宜交換意見,助力實現能源安全保供和碳達峰碳中和目標。”

短短幾十字,讓張石原本平靜的內心掀起陣陣漣漪。早在求學時,張石就有一個愿望——知行合一、學以致用,為新能源發電事業奮斗。正是這個愿望,讓自己投身新能源事業。

在今年兩會上,碳達峰、碳中和被首次寫入政府工作報告,高比例消納新能源關系到電力的可持續發展和中國政府莊嚴承諾的實現。國內外對于新能源的仿真研究主要集中在新能源場站內部設備、系統作用機理等方向,要打通這些技術間的壁壘,需要攻克太多難關,而張石卻覺得這是一個機遇,更是一個巨大的挑戰。

短短20多天時間,“新型電力系統下新能源高比例消納關鍵技術研究與工程示范”在張石的腦海中逐漸成型。從項目立項、可行性研究,到確定各項關鍵技術以及模型試驗,他都親力親為,不放過每一個細節。經過數日的“閉關修煉”,一個意義重大的科技創新項目已初具雛形。

每每想到項目產出的研究成果會對新型電力系統下的新能源高比例消納起到至關重要的作用,張石都激動不已。建設基于新能源的源網協調仿真實驗室、提出提升風光火出力靈活調節的方案、研發國內首臺具備主動響應能力的綜合能源艙系統、建設多能互補綜合能源示范工程……

“我們搞科技研究,就是要將成果應用和轉化作為科技研發工作的出發點和落腳點。如果沒有創新精神,固步自封,科技創新的新動能就無從談起。”這是張石經常掛在嘴邊的話。

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