深耕电网一线科研 守望祖国电能输送

2021年02月22日10:13  来源:人民网-湖北频道
 

李劲彬在陕北-湖北特高压建设工地现场。(黄士峰 摄)

他曾留学新加坡南洋理工大学,获新加坡专业工程师委员会(PEB)金奖,毕业后放弃每年15万元人民币的全奖学金博士录取通知书,选择回国攀登特高压建设高峰,与团队填补了多项特高压设备现场试验技术领域的空白,研发了一系列维护电能输送安全的首创成果,为祖国特高压工程建设添砖加瓦。

他是国网湖北省电力有限公司电力科学研究院四级研究员、设备技术中心开关及过电压室主管李劲彬,一位来自湖北武汉的电力科技创新工作者。

学以致用解难题

2020年全面复工复产以来,陕北-湖北±800千伏直流输电工程武汉换流站的建设如火如荼开展。该工程是疫情发生以来湖北省开工的首个重大能源项目,投运后每年可输送电力400亿千瓦时,能有力保障湖北中长期电力供应,优化国家能源布局。

“传统特高压工程大型设备现场特殊试验因需使用吊车吊装、斗车配合组立的方式进行,试验效率低、周期长、流程复杂、安全风险大,不利于当前的疫情防控以及追赶疫情耽误的工程进度,也难以响应国家、公司在当前特殊形势下加快推进‘新基建’特高压战略的要求。”

为了给工程尽快投运提供技术支撑,李劲彬带领团队在去年3月份居家隔离办公期间便未雨绸缪,启动了新一轮的科技攻关工作。

八门功课七门都是满分,在新加坡留学时期,学习电气工程专业的李劲彬打下了回国后科研攻关的良好基础,在同事眼中,他总是能带领团队找到一针见血的解决问题的思路。

通过前期一系列的工程图纸收集、现场踏勘、车辆平台考察调研,在团队“现场移动实验室”建设具有丰富经验的基础上,李劲彬认准了缩小试验设备尺寸和组立时间的技术攻关方向。

历经近一年的反复设计方案论证、载体行驶测试、高压试验和第三方性能验证,李劲彬带领团队研发了±800千伏整装式直流绝缘试验平台,该成果基于可牵引移动平台、自立举升机构、一体化高压发生装置、充气式均压环等先进技术,能大幅提升特高压关键设备试验工作的安全及机动性,可将特高压电气设备直流绝缘试验准备时间缩短80%。

深耕细作结硕果

“特高压还代表着中国人所特有的愚公移山的精神,电力高速公路点靓了我们的中国梦。这是国外同学一直在羡慕的,他们的课程中没有特高压,而我很早就被特高压的魅力所吸引。”

自22岁硕士毕业归国,入职国网湖北电科院起,李劲彬便踏上了一条独特的“特高压”道路:2011年凛冽秋风下的荆门特高压扩建,2012年雪域高原上的青藏直流电力天路建设,2013年戈壁荒漠的疆电东送,2016年广袤草原上的蒙电外送,2017年刷新世界电网技术高度的吉泉±1100千伏特高压工程,2018年当时世界上容量最大的柔性直流背靠背工程渝鄂联网工程,李劲彬的工作足迹遍布我国近十年电力工业发展的众多里程碑工程。

知者行之始,行者知之成。经过长年累月的调研分析,李劲彬发现直流转换开关作为跨区电网的重要电气一次设备,其振荡特性试验难测准、无标准、无判据,多次测量与计算的结果会存在偏差,难以对设备状态做出准确评价,存在一定的安全隐患。

“这个试验虽然很重要,但当时却没哪项技术标准能够清楚说明,导致试验的效果一直不能完全体现出来。”

李劲彬组建了《直流转换开关振荡特性及现场试验技术研究与应用》项目团队,立足理论研究、分析计算与模拟实验,在特高压工程现场进行了多次测试改进与验证,“一套基于多参量的振荡特性规范化试验方法与特征值算法”横空出世,于吉泉±1100千伏工程双端进行了成功应用,并转化形成了国网技术标准,填补了该领域标准的空白。

制定技术标准13项,发表SCI/EI/中文核心期刊论文30篇,授权/受理发明专利25项,授权国际专利(美国)1项,参编专著3本。十年磨一剑,李劲彬在高压领域取得的科技创新成果为他将等电位带电作业机器人“从设想走进现场”积累了宝贵经验。

匠心智闯无人区

2017年7月,国务院发布《新一代人工智能发展规划》,指出将智能机器人作为大力发展人工智能新兴产业与前瞻布局新一代人工智能重大科技项目的重点研究内容。以智能感知和智能控制为技术特征的智能机器人技术逐步应用于国民经济的各个领域。

“特高压正在飞速发展,变电站作为电能输送枢纽,安全不容有失。”

李劲彬通过近年来开展的变电站运行专项分析发现:当前国内变电站由于母线停电困难,部分变电站内的母线绝缘子及母线侧设备存在失修情况,失修率甚至超过了20%,倘若采用人工带电作业方式进行清扫和消缺,变电站内狭小空间、高压环境下存在较大的人身安全隐患。

“近年来中国机器人产业蓬勃发展,整体年规模超600亿元,25.4%增速保持全球领先,各类型机器人应用场景范围不断扩展。带电作业机器人属于代替人类,应对高压、高空、高危环境和特殊服役工况的特种作业机器人,具有良好应用前景。”

在国家的一系列政策的激励下,面向电网安全生产的迫切需求,李劲彬果断带领团队勇闯高压设备智能检修的“无人区”,在带电作业与人工智能的前沿交叉领域进行了大量的技术研究、装备研制与实验验证,历经4年深耕磨砺,经历了数十次的带电测试工作和反复的修正完善,成功研发了国内外首套“110千伏人工智能型高压设备等电位带电检修机器人”。

“我们的变电设备带电作业机器人研发技术路线,是基于等电位的作业技术,在满足电磁兼容与绝缘要求的同时,还必须实现小型化、轻量化,以适应变电站内狭小空间与复杂工况,国内外均无成熟经验借鉴,难度非常大。”

“110千伏人工智能型高压设备等电位带电检修机器人”在满足电磁兼容与绝缘安全防护的基础上,具备灵活的带电检修操作特点,可实现远程自动化操作,在高压变电站内狭小空间、复杂工况、强电磁环境、无显性视觉标识的条件下,高精度、等电位、高自主化实施多类型的带电检修项目。

该项技术属国内外首创,在向高压变电设备带电作业提供全新智能化成套解决方案,强化变电站带电作业安全的同时,为国家智能高压带电作业领域的技术发展打开了全新局面。据悉,“110千伏人工智能型高压设备等电位带电检修机器人”还将在今年正式走进全运会主场馆主供变电站内,承担起带电作业保电的工作。

“750千伏车载式交流绝缘试验装置”荣获“中国专利优秀奖”,“1200千伏整装式交流绝缘试验平台”高效支撑世界首座±1100千伏工程双端换流站建设、以项目负责人身份参建的±420千伏渝鄂背靠背直流联网工程荣获2020~2021年度第一批国家优质工程奖金奖……32岁的李劲彬和其代表的由10名青壮年技术骨干组成的湖北电力开关及过电压科研团队奋战在祖国世界一流的电力输送通道建设的幕后,不断发挥着青壮年高学历群体的科技创新主力作用。

“对比国外,我们更应珍惜国内特高压建设得来不易的成果,面向电网发展中面临的现实技术问题不断开展技术攻关,为我们的人民能在祖国的每一个角落用上清洁、安全、优质的电能作出我们应有的贡献。当初回国,正是因为感受到了这份光荣的使命在召唤。”

低头有坚定的脚步,抬头有清晰的远方,在成长中初心不改,阅尽千帆仍少年。当前,李劲彬已取得全国注册监理工程师执业资格,在国内拥有IEEE PES输配电技术委员会(中国)检测试验技术分委会理事、中国地质大学(武汉)专业学位研究生校外导师、中国电机工程学会“电力之光”科学传播专家等多重身份。在祖国伟大的事业之中,李劲彬的使命仍在继续。(倪俊豪 甘依依)

(责编:周恬、张隽)

图说湖北

  • 阶梯式的樱桃花美景。
  • 村民扛着农具到樱桃花下管理农田。
  • 村民在樱桃花下管理农田。