●人物名片
劉輝，國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院副院長。參加工作以來，他帶頭攻克多項新能源友好并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)難題，先后獲得中國專利銀獎1項、省部級科技獎28項。
●勞模心語
胸懷“國之大者”，為破解新能源友好并網(wǎng)關(guān)鍵難題、助力實現(xiàn)“雙碳”目標貢獻力量。
2023年，冀北清潔能源基地新增風(fēng)電、光伏發(fā)電裝機容量1187萬千瓦，同比增長32%。冀北電網(wǎng)全年新能源發(fā)電量已達820億千瓦時，同比增長14.7%。新能源發(fā)電裝機總量已占冀北電網(wǎng)電源裝機總量的51%，首次成為電量主體。對于投身新能源發(fā)展技術(shù)攻關(guān)的國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學(xué)研究院副院長劉輝來說，這意味著肩上的責(zé)任更重了。
構(gòu)建新型電力系統(tǒng)是推動能源清潔低碳轉(zhuǎn)型、助力碳達峰碳中和的迫切需要，是順應(yīng)能源技術(shù)進步趨勢、促進系統(tǒng)轉(zhuǎn)型升級的必然要求。近年來，劉輝帶領(lǐng)團隊攻關(guān)大規(guī)模交直流系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真、寬頻振蕩分析與抑制、虛擬同步機運行與控制等多項新能源前沿技術(shù)，取得了一系列突破性成果。
六年攻關(guān)
推動新技術(shù)落地應(yīng)用
2023年12月29日，河北建投新能源有限公司康保“以大代小”風(fēng)電平價示范項目并網(wǎng)。冀北電科院負責(zé)該項目電源側(cè)設(shè)備的并網(wǎng)調(diào)試工作。
電網(wǎng)中常規(guī)新能源機組采用跟網(wǎng)型控制方式，不具備頻率和電壓的主動支撐能力，大規(guī)模新能源接入后會影響電網(wǎng)運行穩(wěn)定性。因此，具備主動支撐功能的新能源構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)受到行業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，應(yīng)用前景廣闊。
早在2016年，劉輝就帶領(lǐng)冀北電科院發(fā)電、并網(wǎng)、儲能等專業(yè)的骨干人員組成攻關(guān)團隊，超前啟動了高比例新能源接入系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)工作，深化新能源“機-場-群”建模仿真研究，為后續(xù)深入開展構(gòu)網(wǎng)型新能源機組頻率/電壓主動支撐等特性的試驗研究做好關(guān)鍵性的技術(shù)準備。回想起那些不眠不休的日子，劉輝說：“最艱辛的不是體力上的疲倦，而是心里揮之不去的不確定性。這是一個全新的領(lǐng)域，每一個突破往往要經(jīng)過反復(fù)驗證，一個細節(jié)出現(xiàn)差錯都可能影響整個研究課題，但科技創(chuàng)新永遠不能被困難擊退。”
歷時6年持續(xù)攻關(guān)，劉輝帶領(lǐng)團隊破解了機組精細化建模、高計算密度仿真延遲等一系列關(guān)鍵技術(shù)難題，先后建成了張北柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程等項目的全電磁暫態(tài)仿真平臺，組織相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覕?shù)次開展技術(shù)討論，確定了多項測試需求，并針對測試功能設(shè)計了相應(yīng)的電氣拓撲和控制策略。經(jīng)過多次技術(shù)方案迭代和參數(shù)調(diào)試，2022年，他們成功研發(fā)了適用于構(gòu)網(wǎng)型風(fēng)電機組主動支撐性能檢測的現(xiàn)場測試裝置。
協(xié)同創(chuàng)新
助力新能源高效消納
張北地區(qū)風(fēng)電年均利用小時數(shù)達2400小時，太陽能年均日照時數(shù)2897小時，大好“風(fēng)光”蘊含著無限能量。在這里，新能源場站多采用“大規(guī)模集中式開發(fā)，高電壓遠距離送出”的發(fā)展模式。
然而，高比例新能源的低慣量、過電壓、寬頻振蕩等問題，成為影響新能源消納的主要因素。調(diào)相機具有故障瞬間電壓支撐性能好、過載能力強、可靠性高等特點，有助于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和供電質(zhì)量。“在新能源場站合理布置調(diào)相機，可為電網(wǎng)提供可靠支撐。”劉輝介紹。2022年3月起，他帶領(lǐng)由冀北電科院電網(wǎng)技術(shù)中心骨干員工組成的調(diào)相機技術(shù)攻關(guān)團隊，開展1000千伏張北—雄安特高壓交流輸變電工程送端新能源場站分布式調(diào)相機配置方案研究，全力支撐冀北地區(qū)“新能源+儲能+調(diào)相機”模式建設(shè)。
新能源場站數(shù)量多、接線方式復(fù)雜等因素大大增加了工作的難度。劉輝和團隊成員與新能源場站負責(zé)人多次探討研究1000千伏張北—雄安特高壓交流輸變電工程送端地區(qū)16家新能源場站分布式調(diào)相機部署方案，最終形成項目建議書，并順利通過中國電力企業(yè)聯(lián)合會組織的專家評審。為高質(zhì)量完成調(diào)相機工程調(diào)試及相關(guān)技術(shù)工作，劉輝和團隊成員在調(diào)試前期開展仿真計算，為現(xiàn)場調(diào)試工作提供堅強理論支撐。調(diào)試進入最后的并網(wǎng)試運行階段，劉輝和團隊成員常常工作到凌晨。“新能源研究道阻且長，未來還會遇到很多難題，必須有人站在第一線。”劉輝說。
截至2023年12月底，冀北清潔能源基地建成投產(chǎn)新能源調(diào)相機15臺，總?cè)萘?8萬千乏，提升新能源送出能力94.5萬千瓦。
做好傳幫帶
努力培育青年科技人才
2011年，冀北電科院成立了以劉輝名字命名的職工創(chuàng)新工作室。十幾年來，劉輝帶著工作室成員突破一個又一個瓶頸，攻克一個又一個難題，勇闖科技無人區(qū)、深水區(qū)。2018年12月，劉輝職工創(chuàng)新工作室被正式授牌“北京市職工創(chuàng)新工作室”。
劉輝運用扁平化模式管理工作室，讓每名年輕成員輪流擔(dān)任創(chuàng)新項目的負責(zé)人，最大程度幫助他們提升創(chuàng)新研發(fā)能力和項目管理能力。他還組織開展技術(shù)論壇、每周一課等活動，安排成員自選課題并定期與大家分享自己的鉆研成果。他經(jīng)常鼓勵青年員工：“面對新的挑戰(zhàn)和困難，畏懼猶豫是難免的，但大家只有在不斷的挑戰(zhàn)中磨礪，才能更好地成長。”
2012年，冀北電科院開始推動高比例新能源并網(wǎng)設(shè)備模擬同步機運行課題研究工作。在研究開展初期，作為項目負責(zé)人的劉輝內(nèi)心有過顧慮：當(dāng)時國外提出了“虛擬同步機”概念，但僅止步于理論，沒有大規(guī)模工程應(yīng)用案例。國內(nèi)理論基礎(chǔ)尚不完善，虛擬同步機關(guān)鍵控制技術(shù)存在瓶頸，無法適應(yīng)復(fù)雜電網(wǎng)工況……
面對這一技術(shù)“無人區(qū)”，劉輝帶領(lǐng)工作室成員開展“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān)，攻克了一個個難題——2015年，他們構(gòu)建了電壓源型虛擬同步機理論體系；2016年，他們突破了虛擬同步機主動支撐關(guān)鍵技術(shù)瓶頸；2017年，虛擬同步機系列成套裝備研制成功并投產(chǎn)運行。
在此過程中，劉輝向青年成員耐心傳授方法，幫助他們總結(jié)經(jīng)驗，培育出了一大批具有開闊視野、優(yōu)秀專業(yè)能力的技術(shù)人才。通過這一項目成長為業(yè)務(wù)骨干的冀北電科院青年員工孫大衛(wèi)說：“劉老師雖然嚴格，但在他的教導(dǎo)下，我們的專業(yè)能力飛速提升。他一心一意想讓我們更加優(yōu)秀。”
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