国家电网年度科学技术奖励聚焦电网核心技术

在国家电网公司2021年“两会”上，表彰了2020年度公司科学技术奖获奖人和获奖项目，公司系统共有134项成果获奖，其中一等奖18项。这些获奖项目大多聚焦电网核心技术，为保障大电网安全可靠运行提供了有力的科技支撑。

输电线路“红绿灯”保障电网安全运行

静止同步串联补偿器（SSSC），相当于输电线路中的“红绿灯”，有选择地疏导电力潮流，保障电网安全高效运行。

2015年，国网天津电力联合全球能源互联网研究院、南瑞集团和中国电科院的科研骨干，结合电网生产应用需求及各单位技术专长，组建了一支柔性攻关团队，全力开展全球首例SSSC工程项目攻关，历时三年攻克了SSSC装置在模型设计、阀体电磁特性分析、控制保护策略等方面的一系列世界级难题。

作为公司“十三五”科技规划重点任务，《静止同步串联补偿器关键技术、核心装置及工程应用》项目研发了集换流阀研制、运行控制、安全防护、工程应用于一体的核心创新成果，研制出SSSC控制保护系统等核心设备，打造了全球首个自励型SSSC装置并顺利投入运行，实现了我国SSSC技术从无到有的突破，填补了国际上该领域技术与工程的空白。

目前，该项目在天津220千伏石各庄变电站内平稳运行了两年，提升供电能力300兆瓦，实现了输电线路及输电断面功率均衡、限流等灵活调节功能，解决了高场—石各庄双线潮流分布不均、电力输送能力受限问题。今年1月6日至8日，寒潮袭击津门，天津电网面临低温挑战。SSSC装置有效降低了天津多座主变重载及重点线路潮流，大幅提高了电网输送能力，保障了电网在寒潮下的稳定运行。

从更大范围看，该项目提高了我国在灵活交流输电领域的国际影响力。相关技术在全球范围内推广后，可解决新能源外送消纳及次同步振荡等问题，将带动产业规模超百亿元。

网络安全“防火墙”为大电网保驾护航

我国电力系统拥有海量异构终端，专有性极强，无损检测难以实现。电力信息系统每天产生海量监测数据，易遭受新型定制化攻击，实现实时、精准监测难度颇高。同时，电网暴露面大，亟需对攻击者进行源头封堵，但快速闪变的攻击特征和复杂的攻击路径，让精准溯源与有效反制极为困难。

攻击关联分析与防御反制系统

针对复杂多变的网络安全问题，国网湖南电力联手国网联研院、湖南大学等单位组成“产学研”攻关团队，从网络安全红队检测、蓝队监测和联动反制三个层面，开展《电力网络安全红蓝对抗关键技术及应用》项目攻关。项目发明了基于动态符号执行的电力专有漏洞挖掘方法，解决了业界主流产品对电力协议和终端漏洞轻量无损检测难题，实现了融合动态队列和流分析的实时安全监测技术，并建立了世界首个电力业务攻击识别模型，攻克了定制化电力网络攻击识别的难题。国网湖南电力还采用基于负载均衡调度算法的威胁引流技术和基于WEBRTC的攻击指纹识别技术，解决了护网等重大活动期间的高强度网络攻击防御问题。

项目研发的红蓝队系列化装备，实现了对15类电力终端、4种电力专有协议的安全检测，发现“电力抄表收费系统”存在高危漏洞，保障了全国近2000家电力大客户供电安全；年均监测网络攻击135万余次，助力国网湖南电力在2020公安部组织的“护网行动”中取得零失分、加分3540的优异成绩，被公司称为网络安全“警察”，为公司决胜“护网2020”作出了积极贡献。

仿真关键技术保安全促消纳稳运行

随着风能、太阳能大规模快速发展和新型输电设备大量应用，电力系统复杂程度前所未有，运行技术进入“无人区”，现有仿真技术存在局限性，迫切需要研究更小时间尺度精准仿真及对海量仿真任务快速处理技术，以应对目前电网安全运行面临的严峻挑战。

国家电网仿真中心

国家电网电力调度控制中心“现代交直流大电网仿真关键技术及应用”项目攻关团队历时5年，攻克了仿真架构设计、技术路线创新、关键算法和建模技术4方面难题。一是提出多手段协同的特高压交直流电网仿真技术体系构建方案，在六大区域电网中将电磁暂态仿真技术工程化应用。二是提出基于分解协调理论的大电网电磁暂态建模及实时仿真方法，实现大电网电磁过渡过程实时镜像仿真及工程化应用。三是提出基于高速串行协议通信的分散式大规模数模混合仿真接口方法，实现区域电网10回以上全部在运直流工程控保装置同时接入的数模混合精准仿真。四是提出了异构超算全线速组网技术和仿真程序并行化重构方法，实现全网模型数万进程级并行仿真，提升计算效率超3000倍。

从性能指标来看，项目首次实现了多手段协同仿真在大电网的工程化应用，各技术指标国际领先。从应用成果来看，项目提升了电网跨区输电能力2520万千瓦，年增跨区输电825亿千瓦时，提高新能源送出及跨区、跨省消纳能力1610万千瓦，年增清洁能源消纳电量328亿千瓦时、减排二氧化碳3270万吨、助力国家电网提前一年完成95%的新能源消纳目标。

无线充电新技术助力绿色交通发展

随着电动汽车大量普及，电动汽车续航里程短、有线充电不便捷问题突出。以无线充电技术为核心，利用路面资源实现新能源就地消纳，利用无人驾驶技术解决精准定位充电问题，实现电动汽车能量实时高效补给，是电动汽车未来的发展方向。

同里“三合一”电子公路示范工程

国网江苏电力牵头的《融合光伏发电、无人驾驶的电动汽车无线充电道路关键技术与应用》项目，研发了融合光伏发电、无人驾驶技术的电动汽车无线充电道路，实现了电力流、交通流、信息流的智慧交融。

通过技术创新，项目解决了光伏路面发电、无线充电和无人驾驶三项技术融合存在的诸多难题。一是发明了基于源端敏感特征参量的自适应感知技术，解决了车辆高速行驶过程中线圈精准投切问题。二是发明了面向磁场均衡电动汽车无线充电对嵌式电磁耦合结构，提出基于窗口搜索寻优的动态充电功率波动控制技术，传输功率波动得到大幅度抑制。三是首创了融合光伏发电、无人驾驶的电动汽车无线充电道路技术，研发无线充电和无人驾驶综合协调控制系统，解决了电动汽车高效动态无线充电及与路面光伏能源的就地消纳问题。

项目在成果应用方面也取得了显著成绩。江苏同里建成了世界最长的动态无线充电道路，拓展了电动汽车充电模式，促进了新能源就地消纳，实现了电动汽车能量实时高效补给。项目还拓展了清洁能源消纳模式，对推动光伏发电、电动汽车、无人驾驶等领域技术进步和产业发展具有重大意义。

冲击电压计量技术从“跟跑”到“领跑”

冲击高压是三大高压量值中唯一一个没有建立国家标准装置的量值，准确标定冲击高电压基础量值是高压领域的国际性难题。

抱着“啃硬骨头”的信心和决心，中国电科院历时12年潜心钻研，克服重重困难，采用理论与试验研究相结合的方式，从一次次失败中汲取经验、寻求突破。结合自然科学基金项目及国家电网公司项目，中国电科院联合高等院校及公司系统多个省公司，积极开展冲击电压计量技术、装置及应用科技项目研究，经产、学、研、用联合攻关，取得了集溯源方法、标准装置、校准应用于一体的系列成果。

项目首创全量程跨频域量值溯源方法，发明了基于冲击电场的线性度测量装置，建立了1千伏—2400千伏冲击高电压计量标准体系，综合技术指标达到国际领先水平，为建立高水平国家冲击高电压计量标准奠定了坚实基础。项目提出了冲击电压发生器等效线性系统综合约束优化方法，在国际上首次解决了6000千伏高压分压器线性度现场准确校准难题。项目获授权发明专利7项、实用新型17项；发表科技论文30篇；编制国家计量技术法规1项、地方标准1项、行业标准2项。

项目成果推广应用于全国冲击高电压计量溯源，领域涉及电力、质监、设备制造等重点行业，奠定了建立我国冲击电压国家标准的基础，为国家重点实验室、国家重大工程提供技术支撑，有力推动了我国冲击高压试验计量技术与装备产业发展，使我国在冲击电压计量领域实现从“跟跑”到“领跑”。