年度盘点 | 2023年电网科技应用新突破

2023年值得关注的电网科技应用很多，每一个都是科技进步的里程碑，同样也是走向未来科技的新标志。北极星简单盘点了一些具有代表性的科技应用，以飨读者。

全国产化最高电压等级直流控制保护系统挂网试运行

今年，国家电网有限公司提出加快推进特高压直流保护国产化替代研究应用。经国网安徽省电力有限公司、南京南瑞继保电气有限公司攻关人员6个月的开发研究，11月9日，公司首套全国产化最高电压等级直流控制保护系统在古泉换流站挂网试运行。一个多月的试验数据及日常运行参数表明，该系统实现了针对现有系统的升级和优化，试运行情况良好。

据了解，全国产化最高电压等级直流控制保护系统与进口控制保护系统相比，主机集成度更高、监视功能更完善、运算速度更快，其板卡数量较国外主机板卡数量减少50%，主机负载率最大可下降10%。控制保护主机预留了丰富的协议拓展接口，可根据数据交互、信号传输等不同应用场景灵活配置，减轻运维人员的工作量。

世界首条110千伏接枝改性聚丙烯绝缘环保电缆研制成功

近年来，南方电网公司加大科技攻关力度，聚焦电缆绝缘材料国产化关键核心技术攻关。2023年初，由南方电网公司牵头研制的10千伏、35千伏接枝改性聚丙烯环保电缆陆续在公司首次投入工程应用。

日前，由广东电网公司电力科学研究院牵头研制的世界首条110千伏接枝改性聚丙烯绝缘环保电缆在国家电线电缆质量检验检测中心顺利通过全部型式试验检测，各项性能指标均达到产品设计要求，标志着国际上首条由我国掌握原创技术和自主知识产权的高电压等级接枝改性聚丙烯环保电缆研制成功。

国产特高压直流高速开关挂网运行

中国首台国产±800千伏直流高速开关在南方电网柳州换流站挂网运行。这标志着中国特高压直流高速开关国产化关键技术取得重大突破，对于推动国内直流输电技术发展，促进特高压直流装备产业升级，以及保障电力能源供应安全都具有重要意义。

国内首台“中国芯”电力网络交换机成功挂网

11月18日，从国网湖北省电力有限公司获悉，由该公司牵头研发的“中国芯”确定性网络交换机在湖北随州广水北环110千伏变电站成功投运，这是国内首台适用于电力行业信息传输的确定性网络交换机。

全国首个继电保护设备远程不停电升级技术试点成功

11月10日，全国首个继电保护设备远程不停电升级工作在深圳110千伏逸秀变电站试点成功，标志着南方电网公司二次运维模式优化工作取得重大技术突破。

针对继电保护设备远程升级面临的高安全难题，项目组提出三大原创技术——防信息篡改的可信白名单技术、防外部攻击的异常控制命令多级阻断技术和保障装置升级的安全性技术;利用设备唯一识别码和IP地址多重校验升级命令的技术，保证装置升级的唯一性;升级前自动执行安全措施的技术，可防止升级过程中程序异常导致的不正确动作，保障了装置升级过程的可靠性。

国内首个广域离网纯新能源电力系统

内蒙古电力集团积极响应国家“双碳”目标要求，以额济纳“源网荷储”一体化工程为支撑，成功构建了以构网型储能为核心技术的多能互补、源荷互动的广域纯新能源新型电力系统，为电网绿色低碳发展转型升级和边疆民族地区供电可靠性提升提供了全新方案。

该系统核心为“源网荷储”微电网示范工程，通过新建的储能站及配套控制系统，与额济纳全旗原有1座风电场、3座光伏电站及7.5万千瓦供电负荷共同构成“源网荷储”广域离网纯新能源新型电力系统，为全县域11.46万平方公里内3万多客户的生产生活提供绿电保障，为边疆人民安居乐业、守边戍边筑起坚强电力防线。

电力鸿蒙OS来了！国内首个电力物联操作系统发布

10月31日，南方电网公司与开放原子开源基金会在北京联合发布国内首个电力物联操作系统——电鸿物联操作系统，首次实现一套系统覆盖不同类型、不同品牌的电力设备，实现设备即插即用、海量数据互联互通，为未来新型电力系统大规模物联设备接入、运行维护提供了一套电力物联操作系统，填补该领域国内空白。

世界首台全国产化500千伏植物油变压器研制成功

在国家变压器质量监督检验中心的见证下，由广东电网公司广州供电局研制的首台全国产化500千伏植物油变压器顺利通过全部型式试验，各项性能指标均达到国际领先水平，标志着国际上首台由我国掌握完全自主知识产权的500千伏植物油变压器正式诞生。

该变压器具有火灾风险极低、全寿命周期成本低、过载能力强等特点，和传统500千伏矿物油变压器相比更加安全环保，每台设备全寿命周期内可减少碳排放约70吨(相当于27万辆汽车行驶1公里的碳排放量或1.4万棵树一天的碳吸收量)，具有良好的社会经济效益和推广价值。

特高压断路器管型绝缘拉杆实现国产化研制

9月11日获悉，中国电力科学研究院有限公司牵头研制的特高压断路器管型绝缘拉杆通过了全部型式试验项目考核，标志着特高压断路器管型绝缘拉杆实现国产化研制。这对于我国特高压断路器的全产业链自主可控、提升特高压交流工程可靠性有重要意义。

国内首台配网智能有载无级调压变压器正式投运

国网浙江电科院联合国网温州供电公司自主研发的国内首台配网智能有载无级调压变压器经安装调试后，在温州曹村正式投运，将有效提升配电台区分布式光伏承载消纳能力，助力现代智慧配电网试点示范与建设发展。智能体现在智能有载无级调压变压器输出电压能随负荷变化随时全自动调整。这一特性实现了台区电压平滑调整与精细化运行，同时解决了以往无功补偿差、谐波和三相不平衡等的综合问题。

国内首台配网智能有载无级调压变压器在瑞安投运

7月20日，由国网浙江电科院联合国网瑞安市供电公司共同研发的配网智能有载无级调压变压器在瑞安市曹村镇投运。

据悉，这是该装置在国内的首次应用，可有效提升台区分布式光伏承载能力，助力现代智慧配电网试点示范与建设发展。

湖北首例量子加密通信技术在武汉配电网应用成功

7月3日，记者从国网武汉供电公司获悉，该公司试点将量子加密通信技术引入武汉电网配电自动化领域，成功在武汉市经开区供电环网内的配电自动化终端实现了量子加密通信，开创了湖北省首例电力行业量子加密通信技术应用的先河，为配电自动化领域的通信安全打开新篇章。

252千伏选相快速低频断路器研制成功

日前，由中国电力科学研究院有限公司牵头研制的252千伏选相快速低频断路器在杭州220千伏柔性低频输电试验示范工程中完成人工短路试验。

试验结果表明，该断路器成功开断低频短路电流，燃弧时间12毫秒，选相控制燃弧时间误差仅为0.2毫秒，各项试验结果均符合预期。这标志着252千伏选相快速低频断路器研制成功，具备工程投运条件。该断路器可实现低频系统快速可靠开断，提高断路器的开断性能和电寿命。该断路器的成功研制，为柔性低频输电技术应用提供了重要保障，也为解决常规交流电网的大容量短路电流快速开断及限制等提供了关键技术和装备。

特高压换流变网侧800千伏胶浸纸套管通过技术鉴定

5月9日，国家电网有限公司直流技术中心联合设备厂家研发的特高压换流变压器网侧800千伏胶浸纸套管通过新产品技术及科技成果鉴定。鉴定委员会一致认为，该技术及成果综合性能达到国际领先水平。特高压换流变压器网侧800千伏胶浸纸电容式套管，解决了以往与在运同电压等级油纸电容式套管不具备完全互换的难题。该技术实现了换流变压器网侧800千伏套管“干式化”国际首创。

国内首套252千伏环保气体电流互感器挂网试运行

4月22日下午，EGC-252型环保气体电流互感器在国网河南电力220千伏顿丘变电站顺利投运。这标志着国内首台252千伏环保气体（洁净空气）电流互感器成功挂网试运行。

新型环保气体电流互感器采用洁净空气替代六氟化硫气体作为绝缘介质，符合“无氟、环保、低碳”的电力设备发展要求，有力支撑“双碳”目标实现。

特高压换流站滤波设备关键技术成果国际领先

4月5日获悉，由中国电力科学研究院有限公司牵头，国网陕西省电力有限公司、西安交通大学等多家单位参与形成的创新成果“特高压换流站滤波设备声振特性与噪声控制关键技术及应用”通过中国电机工程学会组织的项目科技成果鉴定，达国际领先水平。

国内首条10千伏抗水树聚丙烯环保电缆投运

2月20日，随着广东电网公司东莞西区供电局工作人员完成合闸操作，国内首条10千伏抗水树聚丙烯环保电缆在广东省东莞市成功投运，进一步填补了环保电缆在电力系统中的相关应用，标志着面向南方地区湿热运行环境的电缆绝缘材料研究取得新突破。

国网首个配电网分布式低频低压装置投入运行

2月14日，随着国网莱芜供电公司智能电网调度控制系统接收到信号，国网首套配电网分布式低频低压装置完成全部调试，正式挂网试运行。

配电网分布式低频低压装置，按现场实际研发两种模式的装置。第一种模式是将低频低压减载功能集成到环网柜与柱上配电自动化终端中，升级改造简单，通讯使用原先路径，适合快速推广应用。第二种模式是在环网柜与柱上开关处安装独立分布式低频低压装置，航插对接，小巧可靠。

全国首台现场组装式特高压1000kV直接出线变压器研成功

在国家电网公司、中国电科院、国网经研院、武汉南瑞、国家变压器质检中心及行业专家见证下，由特变电工衡变公司自主研制的现场组装式特高压1000kV直接出线变压器（型号ODFPS-JT-1000000/1000）一次试验合格，产品各项指标和参数优良，其中高、中压局放水平均为背景局放，小于10pC。

该产品是国内首次同时采用现场组装式和1000kV高压直出式两大技术的特高压变压器，标志着衡变公司在新一代百万级特高压技术领域实现新突破。

国内首次！我国首条三相同轴超导电缆通过大负荷测试

由深圳供电局牵头研制的我国首条三相同轴超导电缆在深圳福田中心区顺利通过大负荷测试，这也是国内首次直接连至用户的超导电缆开展大负荷实测。测试中，深圳供电局10千伏滨星超导电缆通过连续12.5小时1000安以上、最大1212安的大负荷运行，供电面积由平安金融中心区域扩大到福田中心区约5平方公里范围内，较常规电缆扩大了31倍，阶段性验证了三相同轴超导电缆大容量直供用户的能力。

我国首条高温超导低压直流电缆并网投运

11月20日，国内首条高温超导低压直流电缆在江苏苏州并网投运，填补了我国在超导电缆低压直流系统的应用空白

据悉，超导材料因其具有零电阻的特性，使其在电力行业中的应用成为发展趋势。目前，我国已在超导电缆应用方面有一些探索，但都是交流超导电缆示范工程。与交流超导电缆相比，其电网线损降低约70%。

该项目使用的钇钡铜氧（YBCO）第二代高温超导带材为国产化材料，实现超导电缆系统核心材料的国产化。在结构上，该电缆在国内首次采用正负极同轴的方式，相当于2根电缆合二为一，是目前结构最紧凑的超导电缆。其好处是，相反的通流方向使得正负极产生的磁场相互抵消，实现完全磁场自屏蔽，从而消除对外电磁干扰，并且在故障状态下可兼具限流器作用，保护系统中其他电气设备，使电力系统更可靠。

国内首个确定性网络变电站试点改造工程顺利完成

在国网湖北电科院牵头组织下，国内首个确定性网络变电站试点改造工程于湖北随州广水北环110千伏变电站顺利完成。

依托国家电网公司指南项目“确定性网络通信与变电自动化融合关键技术研究与应用”，电科院将确定性网络技术引入电网应用，并研发出国内电力系统第一台嵌入“中国芯”的确定性网络交换机。确定性网络交换机就是从传统以太网交换机“尽力而为”传输模式转变为“精确传输”确定性模式，大幅提升了电力工控信号传输可靠性与稳定性，实现变电站信息传输100%安全可靠，解决了网络拥塞导致信息传输不稳定的技术难题。

据悉，确定性网络技术作为新一代通信技术，可大幅提升数据传输的实时性、可靠性和高效性，有望成为支撑新型电力系统的主要通信技术之一。电科院依托自研的确定性网络技术成果，先前已成功申报国网首个国际电信联盟（ITU）国际标准，此次项目成果在试点工程的成功应用进一步显示了电科院在该领域的国际领先地位。