跨越万水千山，聚力远距离输电——记高压电气设备智能运检安徽省重点实验室常务副主任傅中

郑 心 王 鹏

傅中

回看我国电力工业发展史，从曾经的落后追赶，到如今特高压输电领跑全球，日新月异的发展背后倾注着无数电力科技工作者的心血。他们面向国家重大需求，兢兢业业、攻艰克难，为保障国家能源安全作出了巨大的贡献，高压电气设备智能运检安徽省重点实验室常务副主任傅中就是其中的佼佼者。“我国能源资源与电力负荷呈逆向分布，中东部能源需求大，但资源相对匮乏；而能源资源集中的西北部，需求又相对较小。发展远距离特高压输电技术是全国范围能源资源优化配置的必然选择。”

作为从“中国创造”到“中国引领”的参与者与见证者，傅中介绍，长距离特高压输电技术必须依靠准确的线路电气参数才能落地，一旦参数出现偏差，将会直接威胁到整个工程的安全运行。“从我国西北部到中东部，负荷中心距离能源基地800～3000千米，新疆昌吉至安徽古泉线更是长达3200多千米，沿线地质条件复杂，理论计算根本无法获取准确的线路电气参数，只能通过测量获取。”他说，但是在特高压工程建设上马之初，长距离线路参数的准确测量缺少适用理论模型、测量方法及适用装置，这就成了电力科研工作者亟须解决的三大技术难题。

十年磨一剑。从2011年开始，针对这些问题，傅中就坚持科研服务实际应用的理念，主持或参与完成了长距离交、直流单回，同塔多回线路电气参数测量技术研究，解决了多项技术难题，获得国内外业界多项荣誉，为长距离输电测试领域实现“技术引领”，写下了浓墨重彩的一笔。

“从0到1”的探索

新冠疫情期间，不少国家用电量剧增，老旧的电网直接崩溃，疯狂断电。看到中国还能保持灯火通明，不少外国网友发出了“为什么中国不停电”的疑问。

事实上，回顾输电网发展历史，起步输电技术从低压到高压，我国一直在西方国家后面跟跑，甚至到了超高压技术，我国也比发达国家落后大约20年。加拿大在1965年就建成了超高压输电工程，而我国在2005年才有了第一个750千伏输电工程，这比西方发达国家整整落后了40年。直到“十一五”期间，我国建成特高压输电工程，才开始改变这个格局。随着一个又一个“世界之最”“世界首个”特高压工程的建成，截至2021年年底，中国已建成33个特高压输电工程投入运行，逐步形成了“西电东送、北电南供、水火互济、风光互补”的能源互联网新格局。中国仅仅用了十多年的时间，就赶超欧美诸国，成为电力科技的引领者。

傲人的成绩令世界瞩目，然而其中艰辛的过程却鲜为人知。“探索的过程中，每一项参数的获取，每一次模型的搭建，都是‘从0到1’的进步。”对于原始创新的艰难，傅中深有体会。2011年9月，淮南—浙北—上海1000千伏特高压交流输电示范工程获得国家核准。这是世界首条同塔双回特高压交流输电工程，电压等级、输送距离前所未遇。

当时，作为电气特殊实验专家的傅中接到工程安徽段线路的参数测量任务。此前，他所在的团队只有500千伏输电线路参数测量经验，但随着电压等级提高、线路距离增加，使用传统测量方法获取的参数会产生巨大的误差，直接影响后续的继电保护整定和电网潮流计算等，进而影响电网安全运行。

压力之大，可想而知。“当时，我们没有任何经验可以借鉴，只能带领团队从‘零’开始探索。”傅中团队首先面对的是如何解决线路距离长、同塔双回及强电磁耦合干扰等问题。当时，国际上对参数测量的研究一般限于200千米内及单回路，而1000千伏淮上线安徽段长达336千米，于是各种困难接踵而至。“有压力，但更多是动力。”傅中迅速厘清思路，先从理论入手，研究获取参数的测量模型与现场测量方法。他带领团队用了大半年的时间，建立了多导线系统相间互阻抗、相间互电容测量获取解耦数学模型等10个数学模型；提出了基于卫星同步技术的双端同步测量方法，解决了传统方法只能单端测量，无法同时测量多端幅值与相位的问题。“有了测量方法，还需要测量设备。”随后，傅中团队与合作方一起研制出两套集多端同步测量、强电磁耦合抑制等技术于一体的特高压线路参数测量系统。

“我们先在短距离、低电压的线路上做了实验，结果很理想，然后才拿到安徽段线路上测试，不出意外取得了成功。”原本需要3年时间才能攻克的难题，傅中团队只用了不到1年的时间。2013年7月，淮南—浙北—上海特高压交流线路贯通，并进入调试阶段。傅中带领团队研发的整套参数测量方案和测量设备全面、准确地获得了所有工频参数，为之后的工程投运奠定了基础。

在傅中看来，这次成功是一个好的开端，为之后的科研打下了坚实基础。“我当时带着徒弟建立数学模型，几乎每天都工作到深夜。”要知道，建立数学模型是这项科研成果的难点所在。想要取得成功，渊博的学识、丰富的经验及坚韧的毅力缺一不可。“每天进行枯燥的计算、求解及验证对科研工作者来说是家常便饭，我们在计算中使用了高阶微分方程等数学方法，而从实验室到现场应用的过程中，更是困难重重，甚至暗藏危险。”如今，回忆那段科研经历，傅中仍记忆犹新。“有一次我们在现场试验中对方法进行验证时，由于设备参数配置不准确，引起试验设备损坏，所幸没有人员受伤。”

艰难困苦，玉汝于成。通过不断总结提炼和改进，傅中带领团队积极优化模型与测量方法，将零序参数测量获取偏差降至1%以下，相间互阻抗、互电容参数测量获取偏差降至2%以下。团队成员先后在《中国电机工程学报》《高电压技术》上发表了学术论文，获得“一种长距离同塔双回输电线路相间互阻抗测量方法”等4项国家发明专利授权。

从2014年开始，安徽电网特高压工程建设进入高峰期，5条交流特高压线路相继开工，这也给了傅中千载难逢的机遇。“正是这些工程，为团队提供了更多的特高压线路工频参数现场测试机会并积累了更多的试验数据。同时，线路工频参数是电网潮流稳定计算、继电保护整定等的基础参数，准确获取这些参数也为电网的安全稳定运行发挥更大的作用。”

让中国标准走向世界

砥志研思，笃行致远。随着研究工作的不断深入，傅中的科研成果也被越来越多业内人士所熟知。2014年，国家电网公司专家在认真研讨了“特高压交流输电线路工频参数测量”研究成果后认为，这项成果很有希望成为国际标准，希望傅中团队能够在特高压输变电工程建设、运行过程中，一边攻克世界性技术难题，一边将交流输电线路工频参数测量方面的技术优势转化为国际标准。

“一旦成功发布，这将是安徽电力行业的首个国际标准。”傅中说，要想登上国际舞台，必须先在国内站稳脚跟。于是，他开始联系国内相关领域权威专家，寻求指导与帮助。2015年，在多方共同努力下，《特高压交流输电线路工频相参数测量导则》成功申请立项国家电网公司企业标准，并于2016年发布。企业标准的成功制定，加快了测量技术在国内的推广应用，也成为国际标准申请立项的优美前奏。

然而，中国标准的国际化之路并非一帆风顺。为了让此成果走向国际，傅中一边自学英语口语为国际会议发言做准备，一边通过邮件结识国际专家，向他们介绍中国标准。通过他的努力，一些国际专家逐渐了解并认可了研究成果。

2017年3月，傅中随中国专家团队走出国门，前往日本东京参加国际电工委员会特高压交流输电系统委员会会议。他第一次在外国专家面前介绍《特高压交流输电线路工频参数测量导则》标准提案，开始了国际标准的孵化之路。在他的坚持下，2019年2月8日，项目最终成功立项。

“立项之后就是标准的具体制定工作。”傅中说。当时，来自中国国家电网公司、日本东京电力公司、印度国家电网公司、德国西门子公司、日本东芝公司及瑞士艾波比集团公司（ABB）等知名企业的专家组成了工作组，安徽电科院牵头撰写标准英文文本，再由各国专家共同参与讨论，工作组先后在德国、瑞士、中国召开了多次面对面会议。

2020年，由于新冠疫情的影响，工作组召开了3次视频会议，保证标准的制定工作如期推进。这期间，作为标准牵头人的傅中也和其他专家一起与各国专家通过邮件沟通，对标准进行了认真细致的修改。2021年1月，标准通过成员国投票，正式进入编辑出版阶段。同年7月16日，由傅中主导编制的《特高压交流输电线路工频参数测量导则》正式发布。如今，在国际电工委员会的官方网站上，国际电工委员会特高压交流输电系统委员会TR63042-303《特高压交流输电线路工频参数测量导则》已正式挂售。

“步履不息，求索不止。我们花费十多年的时间，终于让世界看到了中国科研人员在特高压领域的付出。”让傅中感到骄傲的是，自己的科研成果可以为今后世界各国特高压交流线路工频参数测量提供指导。“能为提升我国在国际电工领域的影响力和话语权贡献力量，一切努力都是值得的。”

近期，2022年度安徽省科学技术进步奖一等奖名单公示，由傅中主持的“长距离输电线路电气参数测量获取关键技术及工程应用”赫然在列。由陈维江院士领衔的评价委员会认为，项目历时十余年，在反复攻关、谨慎实践的基础上建立了长距离输电线路电气参数准确测量与反演的完整技术体系，取得长距离单回线路测量获取模型与方法研究、长距离同塔多回线路测量获取模型与方法研究及测量装置研制3方面创新成果，项目成果整体达到国际领先水平。

作为一名科研院所的科研人员，傅中深谙科研成果与实际应用的辩证关系。“从实验室到工程现场，是有一段距离的。”谈及科技成果如何有效转化，他认为只有真正从工程角度出发，才能做到科技成果的有效转化。“一段代码、一个模型，远没有一个成熟、实用的软件有效。”如今，他的这项成果已应用于我国全部特高压输电工程，还广泛应用于超高压以下电压等级线路，有力支撑了电网的安全运行。因为对这项技术发展作出的杰出贡献，傅中也获得了安徽省专利金奖、国家电网公司科技进步奖特等奖及国际电工委员会（IEC）2021年度IEC 1906奖等荣誉。

努力做好自己认为对的事

“谦虚坚韧、温文尔雅”，这是傅中给很多人留下的第一印象。每每聊到电力行业、聊到信念与初心，他都会侃侃而谈，但当谈起成绩和荣誉，他却会腼腆地说：“这都是团队共同努力的结果，我只是努力做好自己认为对的事。”

翻开傅中十多年的科研履历，他所取得的成功，实际上与他多年养成的学习习惯，以及孜孜不倦的求学欲望、精益求精的工作态度和追求卓越的奋斗精神息息相关。

1993年，16岁的傅中面临人生第一个重大选择——初中毕业后上高中还是考中专。彼时，中专毕业可以统一分配工作，一些热门专业更是成为许多优秀初中毕业生的首选。当时傅中的成绩保持在全县前列，经过慎重考虑，他最终选择了报考当时竞争最激烈的合肥电力学校。“我的父母都是农民，在当时，我的这一选择不仅意味着能跳出农门，也能为家里减轻负担。”

中专毕业后，傅中如愿进入安徽省电力公司下属县供电分公司，从事继电保护专业工作。这一干就是7年，7年间他几乎走遍了全县每一个变电站，积累了丰富的基层实践工作经验。这期间，他也从未放弃学习，不断提高自己的学历，丰富专业知识。“也许是因为从小养成的习惯，我会在工作之余学习，虽然放弃了很多娱乐活动，但却感觉非常充实。”

2004年，傅中迎来了人生又一次重大选择——继续端“铁饭碗”，还是辞职考研？“如果说当初的选择有点迫于无奈。这一次，我已经有了一些积蓄，自己给自己创造了条件。”于是，他毅然选择辞去公职，考入武汉大学攻读硕士学位。两年时间短暂而充实，他在武汉大学不仅学习了高电压技术的专业知识，也收获了自己的爱情。硕士毕业后，傅中通过考试，进入安徽省电科院。“实际上，当时我已经考上了清华大学的博士，但是权衡之后，我觉得自己真的热爱这份工作，所以就放弃了读博，来到安徽省电科院工作。”

2010年前后，已经成为安徽省电科院技术骨干的傅中，得知安徽电网即将上马特高压工程的消息，他觉得自己应该在特高压技术方面继续深造才能适应即将到来的特高压时代。2012年，傅中通过邮件联系到我国著名高电压与绝缘技术专家、中国科学院院士陈维江，希望能报考他的博士研究生。“陈老师回邮件表示非常欢迎，一切都很顺利。”

博士期间，在负责安徽电网特高压工程相关工作的同时，傅中大部分时间都跟随着老师做课题。陈维江院士治学严谨、始终坚守科研一线的科学精神则给他留下了深刻的印象。“在入学之初，老师就要求我做实验必须亲力亲为，写论文必须一丝不苟。我的论文他会亲自陪我一同修改，而且每一篇都要修改数十遍，要做到让编辑提不出修改意见才肯罢休。”傅中说，如今，作为合肥工业大学的硕士生导师，自己也传承了老师求实创新、奖掖后学的教育理念。他非常重视青年人才的培养，也会按照每个年轻人的特点为他们量身定制个人发展规划。他表示，支撑电网的安全生产、做好科研、培养人才，是自己主要的3项工作任务。

“既要脚踏实地，也要仰望星空。”2018年，傅中作为项目执行负责人参与了由中国科学院院士陈维江提出、国家电网公司自主设立的基础性科研项目——“正极性长空气间隙流注-先导放电转化机理研究”。多年来，他组织研究团队在电科院特高压试验大厅开展了近万次的雷击放电模拟试验，通过对正极性先导梯级放电行为进行高速光学观测和先导放电电流、外施电压等多物理量的同步观测，充分利用合肥市一年四季干或湿度变化大的气候条件与实验室具备的国际一流雷电科学试验研究条件，在国际上首次发现了高湿度环境下正极性先导放电过程中存在“空间先导”现象，从而引导主放电通道形成梯级发展。2022年，项目部分成果《引起正极性先导梯级放电的分离发光结构》（Separate luminous structures leading positive leader steps），在国际顶级学术期刊《自然》（Nature）子刊《自然·通讯》（Nature Communications）发表。这一研究成果，改变了以往“空间先导”只存在负极性放电过程的普遍认知，国际同行认为这一发现是对雷电研究极为重要的标志性成果。从工程角度而言，对超/特高压设备外绝缘设计和地面构筑物雷电屏蔽防护也具有重要意义。

“在双碳背景下，随着全球能源结构调整，清洁能源的开发和利用成为趋势。特高压输电技术在远距离、大容量输电方面具有显著优势，可以有效实现清洁能源的广泛输送，也为加速能源革命、实现能源绿色低碳发展、应对全球气候变化奠定了技术基础。”谈及未来，傅中介绍，我国《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》对构建现代能源体系确定了行动路线图。“未来，除了继续牵头做好国网公司的科研项目之外，我们还会依托高压电气设备智能运检安徽省重点实验室的科研优势，继续面向国家重大需求，在构建以数字化、智能化为支撑的新型电力系统中发挥重要作用。”

专家简介

傅中，国网安徽电科院高压电气设备智能运检安徽省重点实验室常务副主任，安徽省电力公司院士研究中心学术秘书，合肥工业大学硕士生导师，IEC TC122特高压交流输电系统技术委员会项目召集人、工作组专家，博士，教授级高工，国网安徽省电力公司高级专家。

长期从事输变电设备状态检测技术研发与工程应用，其成果广泛应用于超/特高压输变电工程。牵头承担国网公司总部科技项目5项，主持制定IEC标准1项。获省部级科技奖励5项、IEC 1906奖，被授予中电联科技创新先进个人、全国电力行业技术能手称号，安徽省电力公司劳动模范，发表论文41篇（含《科学引文索引》或《工程索引》论文23篇），取得国家发明专利十余项、美国发明专利1项。