電力科技創(chuàng)新 點亮萬家燈火 訪國網(wǎng)天津電力公司“光明使者”姚程、“藍(lán)領(lǐng)創(chuàng)客”張黎明

撰文、攝影/劉連松 美術(shù)編輯/丁國明 趙霞

剛剛過去的2021年，國家電網(wǎng)及其各地分公司申請專利總量高達(dá)33417件，居全國各行業(yè)第一。而國網(wǎng)天津電力公司憑借26 項省部級科技獎勵的成績，穩(wěn)居國家電網(wǎng)公司“第一方陣”，參與專利申請數(shù)量達(dá)800 余件。這些科技創(chuàng)新成果的獲得，離不開國網(wǎng)天津電力公司里一大批科研人員勇攀科學(xué)高峰、敢為天下先的拼搏與創(chuàng)新。

守護(hù)電網(wǎng)安全的“光明使者”

他主持參與天津智慧能源小鎮(zhèn)創(chuàng)新示范工程、中新天津生態(tài)城全要素虛擬同步機(jī)微電網(wǎng)等多項重大科技示范工程及關(guān)鍵技術(shù)研究，曾獲2021年度天津市技術(shù)發(fā)明獎特等獎，2020年國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步獎一等獎，2019年國網(wǎng)天津電力公司勞動競賽先進(jìn)個人、國網(wǎng)天津電力公司“青年新星”等稱號，他就是國網(wǎng)天津電科院電網(wǎng)中心繼保及自動化技術(shù)室副主任姚程。

前不久，國網(wǎng)天津電力科研團(tuán)隊?wèi){借“柔性交直流混合配電網(wǎng)保護(hù)與自愈控制關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”成果，榮獲2021年度天津市技術(shù)發(fā)明獎特等獎。該創(chuàng)新成果獲得國家發(fā)明專利授權(quán)41項、國際專利3 項。

“打個比方， 保護(hù)與自愈控制關(guān)鍵技術(shù)就像柔性交直流混合配電網(wǎng)的‘貼身保鏢’，能準(zhǔn)確識別直流線路上的故障并快速排除，保障供電網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)可靠運(yùn)行。應(yīng)用該技術(shù)后，用戶幾乎感受不到電力系統(tǒng)的故障擾動?！币Τ陶f。目前，該技術(shù)已整體應(yīng)用于天津北辰智慧能源小鎮(zhèn)交直流混合配電網(wǎng)，并先后推廣至江蘇、浙江等地柔性交直流混合配電網(wǎng)示范工程和北京大興國際機(jī)場軌道交通系統(tǒng)。

日前，記者在天津北辰大張莊智慧能源小鎮(zhèn)看到，這里有國內(nèi)最齊全的交直流混合配電網(wǎng)使用場景，在這個能源小鎮(zhèn)上，除了常見的交流用電設(shè)備外，還涵蓋直流智能樓宇，以及電梯、空調(diào)、顯示大屏等22 種直流用電設(shè)備，而集成在配電箱中的保護(hù)裝置，及整套自愈控制系統(tǒng)，正在默默“守護(hù)”著整個供電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。

“直流系統(tǒng)如發(fā)生故障通常會發(fā)展很快，達(dá)到電流峰值不到10 毫秒，容易燒毀設(shè)備。這項技術(shù)成果應(yīng)用后，從發(fā)現(xiàn)故障到排除故障只需7 毫秒，故障電流也被抑制在極低水平?！闭诂F(xiàn)場查看設(shè)備狀態(tài)的電力工作人員介紹。

一汽富維本特勒汽車零部件（天津）有限公司是智慧能源小鎮(zhèn)上的一家智能制造企業(yè)，主要生產(chǎn)汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和碰撞強(qiáng)度較高的精密部件，生產(chǎn)過程中，電壓的細(xì)微變化都可能影響設(shè)備正常運(yùn)行和被加工零部件質(zhì)量，尤其是工廠里的78 臺電焊機(jī)器人，對供電電壓極其敏感，當(dāng)電壓低于98%就有可能出現(xiàn)次品。

“有了柔性交直流混合配電網(wǎng)技術(shù)成果的支撐，我們生產(chǎn)中的電壓質(zhì)量大幅提升。僅投運(yùn)8 個月，便降低因治理電能質(zhì)量引發(fā)的成本100 余萬元，這樣的生產(chǎn)模式既低碳又節(jié)約成本?！痹撈髽I(yè)設(shè)備部負(fù)責(zé)人介紹。

據(jù)悉，交直流混合配電網(wǎng)技術(shù)成果在天津等地投運(yùn)3年多來，面對1500 余次故障的保護(hù)動作正確率達(dá)到100%，顯著提升了電力系統(tǒng)抵御故障能力，保障了新能源零脫網(wǎng)、設(shè)備零損壞、電壓零閃動，有效促進(jìn)區(qū)域內(nèi)智能制造、精密儀器等企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

點亮萬家燈火的“藍(lán)領(lǐng)創(chuàng)客”

張黎明，國家電網(wǎng)天津電力公司濱海供電分公司運(yùn)維檢修部配電搶修班班長。他以“工匠精神”自勉，30多年扎根一線，是配電搶修一線的“活地圖”和“急先鋒”；作為 “藍(lán)領(lǐng)創(chuàng)客”，他精益求精，執(zhí)著創(chuàng)新，以“張黎明創(chuàng)新示范基地”為平臺，帶領(lǐng)團(tuán)隊開展技術(shù)革新500 余項，獲得專利200 多項，并得到廣泛應(yīng)用，是知識型、技能型、創(chuàng)新型勞動者的杰出代表。

張黎明團(tuán)隊完成的“配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)、成套裝備及工程應(yīng)用”成果獲評2021年度天津市科技進(jìn)步獎一等獎，并獲得國家專利授權(quán)39 項，其中發(fā)明專利25 項。張黎明團(tuán)隊首次牽頭立項制定《配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人導(dǎo)則》國際標(biāo)準(zhǔn)，這無疑增強(qiáng)了本土企業(yè)在全球技術(shù)競爭領(lǐng)域的話語權(quán)。

“線夾安裝工具成功脫離，引線搭接完成！”前不久，在天津濱海新區(qū)中港路，國網(wǎng)天津電力公司應(yīng)用“黎明牌”配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人，成功完成10 千伏帶電搭火作業(yè)，在不停電的情況下，為天津廣鑫化工有限公司成功送電，助力企業(yè)及時投產(chǎn)。

配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人的研發(fā)歷時5年，先后攻克了精準(zhǔn)定位、自主規(guī)劃、智能控制、安全防護(hù)等多項關(guān)鍵核心技術(shù)，已經(jīng)成功迭代研發(fā)至第四代，實現(xiàn)了全自動、全國產(chǎn)化，真正做到了自主可控。

第四代機(jī)器人相比上一代體積縮小三分之二，重量減輕三分之一，工作效率提升30%。在大多數(shù)人看來，第四代機(jī)器人已經(jīng)很完美了，但機(jī)械臂需要進(jìn)口卻一直是張黎明的一塊心病。

“在機(jī)器人研發(fā)初期，機(jī)械臂控制系統(tǒng)、減速器及伺服系統(tǒng)國產(chǎn)化剛剛起步，缺乏高性能零部件，機(jī)器人運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性及操控準(zhǔn)確性無法保證，只能靠進(jìn)口。然而，進(jìn)口的機(jī)械臂價格貴不說，也存在缺點，例如當(dāng)溫度低于0℃或受力過大時，容易產(chǎn)生保護(hù)性停止，導(dǎo)致作業(yè)失敗?！睆埨杳髡f，第四代機(jī)器人成功應(yīng)用后，我們團(tuán)隊就集中精力開展技術(shù)攻關(guān)，最終在2021年3月份首次成功應(yīng)用國產(chǎn)機(jī)械臂完成了作業(yè)，打破了國外機(jī)械臂在我國電力行業(yè)的技術(shù)壟斷，在全部零部件實現(xiàn)國產(chǎn)化的同時，國產(chǎn)機(jī)械臂還突破了協(xié)作機(jī)械臂戶外應(yīng)用限制，拓展了機(jī)器人地域和季節(jié)溫度適用范圍，真正實現(xiàn)了全天候、全地域作業(yè)。

目前，該機(jī)器人已實現(xiàn)市場化售賣，在18 個省市推廣應(yīng)用，產(chǎn)值達(dá)到7 億元，累計代替人工作業(yè)達(dá)1 萬余次。2021年，《配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人導(dǎo)則》成功通過IEEE NesCom（國際電氣和電子工程師協(xié)會新標(biāo)準(zhǔn)委員會會議）審查并正式獲批立項，填補(bǔ)了配網(wǎng)帶電作業(yè)領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)空白。

讓張黎明更為高興的是，該機(jī)器人還被中國科學(xué)院陳維江院士領(lǐng)銜的專家組鑒定為整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先，被天津市“十四五”科技規(guī)劃報告評價為：“‘十三五’以來，最具代表性的原創(chuàng)成果?！?/p>