国家电网一线科技工作者风采③

太阳

矢志创新发展 勇立科技潮头

余笑东：攻坚大电网电磁仿真技术“深水区”

5月30日上午，余笑东和同事对着电脑屏幕讨论分析某特高压交流线路反故障演习情况。这场反故障演习利用电磁暂态仿真技术基本复现了电网当时的情景，刻画了微秒级别的复杂变化过程。

作为国家电网有限公司华中分部技术支持中心仿真研究室电网规划主管，余笑东主要负责大电网运行控制与仿真分析领域的工作。近年来，她主持或参与公司级、省公司级科技研发项目20余项，获得省公司级及以上科技进步奖励4项，研发的成果获得国家专利授权20余项。

2019年3月，作业人员在±800千伏陕北—湖北特高压直流工程现场开展交流系统调试时，发现换流变压器在空充过程中产生的励磁涌流含大量二次谐波，可能会导致近区新能源机组谐波保护动作，进而引发新能源机组连锁脱网，影响电网安全运行。为了解决这个难题，余笑东历时3个月开发了仿真数据转换软件，并应用该软件建立了湖北220千伏及以上电网电磁暂态仿真模型。基于该模型，她发现换流变压器在空充时近区交流电网的二次谐波在100毫秒后衰减完毕，据此提出新能源保护延时整定措施，规避了新能源机组出现连锁脱网的风险。这套方案获得2020年度国网湖北电力科技进步二等奖。

2024年10月，随着特高压交流“日”字形双环网全面建成、特高压直流和新能源快速发展，华中电网交流、直流耦合特性更趋复杂，传统的机电暂态仿真技术无法准确模拟电网在微秒级别下的响应特性，面临着“仿不了”“仿不准”“仿不快”的问题。余笑东带领团队扎进大电网电磁仿真技术“深水区”，对系列问题展开专题研究，探索保障电网安全稳定运行的规律，让特高压直流运行规定有了微秒级支撑。

当前，大电网需要开展多时间尺度、多运行方式、多典型场景的仿真分析来支撑新型电力系统科学构建。余笑东明白这靠少数人的力量无法完成。2022年，在国网华中分部的支持下，她提出了华中电网“仿真燎原计划”，并组织开展了华中区域电磁暂态仿真技术培训班，培养同时掌握机电暂态和电磁暂态两种仿真技术的仿真分析人才。

高冲：填补直流输电领域多项技术空白

近期，中国电力科学研究院有限公司直流研究所所长高冲在先进输电技术全国重点实验室，查看±800千伏可控换相换流阀运行试验波形，为后续修改可控换相换流阀试验电路参数提供依据。

自2008年参加工作以来，高冲专注于高压大容量直流电力电子装置研发工作，带领团队研制了柔性直流换流阀等效试验平台、高压直流断路器、可控换相换流阀等多个首台套设备，相关研究成果填补了多项国内技术空白。

高压直流断路器是直流电网构建的核心装备，用于灵活调整多端及直流电网的运行方式，保障直流系统持续安全运行。2012年，高冲带领团队着手研发200千伏高压直流断路器。他们先后设计了十余种高压直流断路器拓扑，经对比分析最终确定了模块化级联型混合式高压直流断路器拓扑的方案。在样机研制阶段，各种问题接踵而至。高冲白天与团队交流研究，晚上独自查文献找解决问题的方法。在这样的工作节奏下，他带领团队用时2年成功研制出200千伏高压直流断路器。2016年，该装置在舟山±200千伏五端柔性直流科技示范工程示范应用。2020年，高冲团队研制的500千伏高压直流断路器作为核心装备在张北柔性直流电网工程中示范应用。2023年，该成果获国家技术发明奖二等奖。

高压直流断路器的成功研制，为高冲研究直流输电系统换相失败问题提供了借鉴。2019年，高冲受直流断路器“转移关断”思路的启发，首创可控换相换流技术，通过让多种类型组件串并联实现100%抵御换相失败。当时恰逢±500千伏葛洲坝—南桥直流工程改造窗口期，为争取示范机会，高冲带领团队在2个月内完成3次专家论证、4次设计迭代，攻克了系统性能分析、核心部件开发、控保策略设计等技术难题，研制出国际首套±500千伏/1200安可控换相换流阀。2023年6月，该换流阀在±500千伏葛洲坝—南桥直流输电工程中实现示范应用，解决了多馈入直流系统换相失败问题。

高冲共牵头制定行业标准2项，研发的成果获得国家技术发明二等奖1项、省部级科技奖励6项、国家发明专利授权92项。2024年，他带领的团队获“中央企业先进集体”称号。

范孟华：研究政策机制服务全国统一电力市场建设

5月22日，国网能源研究院有限公司企业战略研究所战略一室（国际化室）主任、电力市场研究专家范孟华与团队成员参加了国家电网有限公司应用攻关任务制项目“全国统一电力市场耦合运营机制设计及推演验证技术”的可研答辩，听取了专家对项目研究重点、技术路线等内容的审查意见。

2011年入职国网能源院后，范孟华主要负责电力市场体系设计理论研究与技术创新，积累了丰富的专业经验。

围绕新型电力系统下电力市场机制的适配性问题，自2021年起，范孟华先后牵头开展国家电网有限公司新型电力系统科技攻关行动计划重大项目（2021年专项、2023年专项）研究工作。她带领团队聚焦新型电力系统下“保供应、促转型、稳价格”多重目标协同优化、多类型资源价值发现、系统灵活调节能力挖掘等核心问题，创新提出适应新型电力系统特征的电力市场体系设计方案。项目部分成果获得2024年中国电机工程学会电力科学技术奖一等奖。

近年来，我国电力市场建设进入关键时期，范孟华的工作节奏更快了。2024年，她带领团队参与编制《全国统一电力市场发展规划蓝皮书》，开展新能源和新型主体参与市场的政策机制设计、区域电力市场模式和路径研究、发电企业集中竞价研究等工作，为健全完善我国电力市场体系和规则设计提供决策参考。“电力市场政策机制与市场主体的切身利益息息相关。我们设计时要考虑周全、精益求精。”她说。

当前，针对多层次电力市场深度耦合、高比例可再生能源和海量主体参与市场等新形势新挑战，范孟华和团队成员正开展全国统一电力市场耦合运营机制研究工作，构建涵盖政策机制设计、仿真推演、评估分析等内容的全链条技术支撑体系，服务全国统一电力市场建设。

杨芮：在电力国际标准制定领域取得突破

近日，由北京电力科学研究院牵头编制的一项电气电子工程师学会（IEEE）标准《交联聚乙烯绝缘交流电力电缆用半导电阻水缓冲带检测技术导则》获批发布。这是北京电科院牵头发布的第1项国际标准。在国际标准研究制定这条充满挑战的路上，北京电科院科技发展部副主任杨芮带领团队攻坚克难，为北京电科院在国际标准制定方面赢得话语权。

近年来，电网数字化智能化转型步伐加快，电力国际标准制定领域的竞争日趋激烈。2021年，根据单位安排，作为科技骨干的杨芮负责牵头组建国际标准制定柔性团队，对北京电科院处于国内领先但缺乏国际认可的技术开展深入研究，推动开展国际标准编制工作。

杨芮带领团队成员研究国际标准发展趋势和企业业务需求，查阅海量资料，并组织开展了数十次跨部门、跨专业的研讨会，激发团队创新思维。经过反复论证和修改，一套科学合理的国际标准制定计划和实践方案出台。

作为全球通信领域的重要标准制定组织，国际电信联盟（ITU）的标准发布模式是“先入会、后发布”。在北京电科院加入ITU的过程中，面对复杂的流程和高标准的要求，杨芮与团队成员逐字逐句修改技术资料，邀请行业专家指导，确保资料全面、准确、有说服力。他还与中国信息通信研究院、国际电信联盟等保持密切联系，沟通入会事宜。最终，在他们的努力下，北京电科院成为ITU学术成员，并于2023年8月经ITU批准正式发布了《人工智能增强的管理系统日志分析需求》标准。这项标准规范了使用人工智能技术的电力通信设备管理系统日志结构，可为人工智能日志分析技术发展提供重要支撑，是国家电网有限公司首个获批发布的ITU标准。

此后，杨芮将工作重心放到突破IEEE标准上来。他带领团队锚定电力电缆、车网互动等方向，策划了多项标准提案。目前，北京电科院已牵头立项IEEE标准3项、牵头发布IEEE标准1项、参与IEEE标准2项。

黄阮明：破解海上风电并网难题

东海大桥两侧的海面上，风电机组将海风源源不断转化为绿色电能。如何让来自海上的清洁能源安全、高效地汇入电网？这是上海电力经济技术研究院主网规划室主任黄阮明一直琢磨的问题。20多年来，黄阮明深耕海上风电并网领域，带领团队突破海上风电建设关键技术，优化新能源并网工程方案，规划深远海风电开发长远路径。

上海周边海域海况复杂、海洋用地资源紧张，给海上风电场海缆选线、海上风电集约化并网等带来了挑战。黄阮明和团队成员搭建了“基础-塔筒-风机”三维一体化模型，提高了海上风电机组的设计效率与制造品质。针对海上恶劣气候易导致风机停机的痛点，他带领团队创新提出海上风电“机-场-网”安全状态感知及精确调控技术，将风机发电机的年可用率从95%提升至99%以上。相关技术成果获得6项省部级、行业类科技奖。2021年，他和同事多次赴沿海省份调研，听取风机厂家及相关单位的建议，形成了适应深厚淤泥、浅覆盖岩石海域的集约化并网规划设计方案。

黄阮明还将自身经验与前沿技术结合，主持研发了电网规划智能辅助软件等，实现了新能源大规模并网后时序潮流的快速迭代计算和典型运行方式的全自动计算。

我国远海风电可开发容量达12亿千瓦，约为近海风电的4倍。2024年年底，黄阮明牵头立项了一项国家重大科技示范项目。该项目为期5年，聚焦大容量、远距离、高可靠、低成本的远海风电直流高效经济送出难题，探索研发具有高经济性、高可靠性的新型高效经济并网送出系统关键技术与装备。目前，作为项目牵头单位的执行负责人和课题负责人，他正组织开展千兆瓦级远海风电新型并网送出示范工程的技术经济论证工作。

2019年，上海经研院成立以黄阮明为带头人的职工创新成长工作室，培养专业技能人才。在黄阮明的带领下，工作室成员取得了一批具有自主知识产权的成果。相关成果获得省部级科技奖20余项。

王异凡：研制新系统新装备准确检测设备状态

5月30日，浙江电力科学研究院三级专家王异凡带领团队成员利用超宽带脉冲雷达绝缘探测技术完成了盆式绝缘子缺陷检测试验。试验结果表明，该技术可准确定位缺陷位置，还能实现缺陷二维成像，为电力设备绝缘状态无损检测开辟了一条新路。

2015年，王异凡博士毕业后进入浙江电科院从事电力设备感知装置检测及技术研究工作。当时，为了加强对电力设备局部放电现象的监测与定位，变电站内变压器、气体绝缘全封闭组合电器等设备上大多装有特高频局部放电传感器。在实际应用中，这些传感器偶尔会出现误报、漏报情况。

王异凡找来20余种常见型号的特高频局部放电传感器，在实验室里用局部放电传感器校验装置测试它们的性能。但每次试验结果都显示传感器没有任何异常。“是不是局部放电传感器校验装置本身有缺陷？”王异凡依托电力设备真型试验平台开展局部放电信号模拟试验，比对收集到的典型信号与校验装置发出的信号，找到了症结所在——校验装置无法模拟出大于1吉赫兹的局部放电信号，测试工作从源头就出现了偏差。

局部放电信号是一种脉冲电磁信号。模拟此类信号需要标准脉冲电磁场发生装置、高精度标准传感器等，但当时国内外均没有满足这些条件的设备。王异凡开展相应的研究工作，并提出攻关计划。这项研究涉及电磁场、无线电等多个技术领域，他带领同事历时近7年，研制出了大型镜面单锥特高频局部放电传感器时域标定系统。该系统从2022年起为国家电网有限公司系统5家单位提供特高频局部放电传感器校验服务2000余次，发现失效传感器50余个、灵敏度存在偏差的传感器170余个。相关研究成果获得10项省部级科技奖。

此后，王异凡继续在电力高精度量测技术领域探索，牵头组建了传感与量子量测团队。2023年，该团队研制了高频功率器件测试装备，解决了碳化硅功率器件动/静态性能测试难题，获得第49届日内瓦国际发明展金奖。2024年，团队研制出状态自感知换流阀子模块，实现了绝缘栅双极晶体管芯片温度的在线监测。目前，该模块已在舟山±200千伏五端柔性直流科技示范工程投入运行。

李中原：提升低温环境电抗器运行可靠性

2021年，李中原博士毕业后来到黑龙江电力科学研究院工作。4年来，他致力于研究低温环境下电网设备运维提升技术，先后参与了国家电网有限公司科技项目4项、黑龙江省自然科学基金项目2项，牵头开展省公司科技项目2项，研发的成果获得省部级科技奖励1项、国家发明专利授权10余项。

传统的干式空心并联电抗器长期运行后，容易出现环流过热、匝间短路、包封开裂等缺陷。这些问题在寒冷地区昼夜温差大的环境下尤为突出。面对这一情况，李中原带领团队一头扎进了干式空心并联电抗器绝缘材料和结构的创新研发工作中。他们以35千伏干式空心并联电抗器为研究对象，经过多次试验后研发出了一种抗开裂性能优异的氧浸渍玻璃纤维（EP/GF）包封绝缘材料，并提出了绕线等长、强化匝间绝缘、弱化包封绝缘、空间结构对称的全新串联结构设计方案，解决了传统干式空心并联电抗器存在的缺陷。

“新型干式空心并联电抗器突破了传统设计理念，最大的特点就是运行温升比传统电抗器降低了15开尔文，重量也比同电压等级和容量的电抗器减少了25%。”李中原说。由于新型干式空心并联电抗器主要应用于低温环境，李中原带领团队成员在漠河地区搭建了低温电抗器试验平台。为了能够获取丰富的试验数据，他们经常在夜晚温度最低的时候开展试验。在艰苦的试验环境中，他们采集了上千组运行数据，为新型干式空心并联电抗器成功挂网运行打下基础。今年1月，他和团队成员成功研制出了35千伏／20兆乏抗开裂、无环流干式空心并联电抗器。至此，国产电抗器自主化结构设计迈向新阶段。目前，该装置已在220千伏孙吴变电站挂网运行。

发现问题再通过自主创新去解决问题，是李中原多年形成的工作习惯。近两年，他还利用高频分布参数建模等技术创新研发了干式电抗器绝缘状态智能诊断装置。该装置可智能诊断电抗器的绝缘健康状况，绝缘缺陷识别率超过96%，已在吉林、辽宁、黑龙江等地的电抗器检验工作中得到应用。

刘飞：让高比例新能源“发得出、送得走”

青海电力经济技术研究院规划评审中心副主任刘飞的身上有股闯劲。工作11年来，他创新解决了青海电网发展规划与新能源消纳领域的多项技术难题。他曾获评国网青海省电力公司劳动模范，并被电气电子工程师学会电力与能源协会（IEEE PES）中国区技术委员会聘为IEEE PES电力系统运行、规划与经济技术委员会委员。

青海风能、太阳能资源丰富，发展新能源具有得天独厚的优势。面对新能源发电的随机性和间歇性挑战，刘飞创新提出了间歇性电源发电特性指标体系，为评估新能源出力特性提供了科学量化标准。他还带领团队建立了含新能源发电的多区域电力生产模拟运行方法，通过构建跨区域协同调度模型，破解了新能源波动影响电网稳定运行的难题。

随着青海新能源发电装机规模不断扩大，“新能源消纳能力与并网适应性”成为刘飞团队新的攻关点。2017～2019年，刘飞带领团队成员扎根高原实地调研，收集分析了上万组运行数据，从电网结构、电源特性、负荷需求等维度编制了数十套新能源接入优化方案。这些方案助力青海电网在高比例新能源接入下实现了“发得出、送得走”的网源协调发展。

刘飞深度参与了“新能源友好并网与源荷互动技术研究”等重大科技项目，提出构网型储能、新能源直流汇集等适配高原电网的新技术，并积极推进技术示范应用。他还牵头编写了《分布式调相机接入系统及系统一次内容深度规定》等国家标准。他已参与编制了国家标准、行业标准、团体标准、企业标准8项，牵头研发的创新成果获得国家发明专利授权30余项。

如今，随着青海新型电力系统省级示范区建设的推进，刘飞又带领团队投身源网荷储协同互动、新型储能接入等领域的创新攻关工作。他和团队成员在海拔4000米以上的新能源基地实地踏勘，收集第一手数据，推演不同场景下的电网运行方案，让电网在源网荷储多元互动中更具灵活性。

来源｜2025年6月9日 《国家电网报》4版

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国家电网一线科技工作者风采②

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