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河北電力接通“創新電源”

2026年10月30日08:53 | 來源:河北日報
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10月19日拍攝的燕趙電力實驗室中試基地3米法電波暗室。 本報記者 周聰聰攝

10月19日拍攝的燕趙電力實驗室中試基地3米法電波暗室。 本報記者 周聰聰攝

10月19日,在燕趙電力實驗室中試基地高溫雙罐熔鹽儲熱中試平台,科研人員正在對材料進行熔鹽腐蝕測試。本報記者 周聰聰攝

10月19日,在燕趙電力實驗室中試基地高溫雙罐熔鹽儲熱中試平台,科研人員正在對材料進行熔鹽腐蝕測試。本報記者 周聰聰攝

10月19日,在燕趙電力實驗室中試基地,工作人員正在介紹由新型復合絕緣裝備中試平台研發的玄武岩纖維電杆。 本報記者 周聰聰攝

10月19日,在燕趙電力實驗室中試基地,工作人員正在介紹由新型復合絕緣裝備中試平台研發的玄武岩纖維電杆。 本報記者 周聰聰攝

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近日,河北省啟動建設的第4家燕趙系列實驗室——燕趙電力實驗室正式揭牌。

河北是能源消費大省。隨著國家能源強國和“雙碳”戰略深入推進,河北省在加快建設清潔高效、多元支撐的新型能源強省過程中,面臨不少新課題、新挑戰。

作為河北省能源電力領域最高能級科研平台,依托華北電力大學核心科教資源建設的燕趙電力實驗室如何瞄准產業痛點,把技術堵點轉化為攻關方向?又依靠怎樣的機制打通產學研用壁壘,加快推進科技創新與產業創新深度融合,支撐河北新型能源強省建設?

產業一線出題,將技術堵點變成攻關靶心

10月19日,走進燕趙電力實驗室中試基地高溫雙罐熔鹽儲熱中試平台,兩座米白色熔鹽罐引人注目。這兩座鹽罐,一座是高溫罐、一座是低溫罐,它們佔據了實驗室的主要空間,宛若兩座敦實的“能量塔”。

此時正值深秋,室外涼意漸濃,但正在運行的熔鹽儲熱系統卻把室內烘得暖意融融。

“這是我們自主研發的熔鹽‘超級充電寶’。”華北電力大學動力工程系副教授董新宇介紹,在新型電力系統加速構建的背景下,熔鹽儲能正成為支撐煤電靈活轉型的重要技術路線。它可在機組非頂峰時段將富余蒸汽的熱能儲存起來,在頂峰時段釋放熱能產生蒸汽,既保障工業供熱,又提升發電能力。

把電能轉化為熱能存入熔鹽,電加熱器是核心裝備。但目前國內主流設備輸入電壓等級為690伏低壓配置,熔鹽最高只能加熱到400℃,蒸汽參數和發電效率偏低,成為大規模應用堵點。

董新宇說,瞄准這一瓶頸,團隊研制的高電壓(10kV)高參數電極熔鹽電加熱器,既無需變壓器多級變壓,又可將熔鹽加熱至560℃,使蒸汽參數和發電效率大幅提升。此外,配套研發的瞬態熔鹽蒸汽發生器系統,可實現分鐘級快速補汽,有效提升了煤電調峰深度與快速變負荷能力。

目前,該技術已落地國家能源集團華北電力有限公司廊坊熱電廠開展工程示范,預計年底完成全工況調試。

產業出題,實驗室答題。靠實打實的技術攻堅,將“卡脖子”清單變成攻關清單,類似的故事正在燕趙電力實驗室接連上演。

河北風光熱資源富集,可再生能源裝機佔比超七成,在加快建設新型電網,推動傳統煤電低碳改造、新能源高效利用、高端電力裝備國產化等方面,基礎扎實、潛力巨大。

立足全省能源結構轉型的現實需求,2024年12月,燕趙電力實驗室正式啟動籌建,擔起破解產業技術瓶頸的重任。

作為河北省啟動建設的第4家燕趙系列實驗室,該實驗室由省科技廳主導,保定市政府主建,華北電力大學牽頭,聯合國網河北省電力有限公司、河北工業大學等優勢力量共建。

“實驗室的核心使命,就是緊扣國家能源強國和‘雙碳’戰略部署,破解能源電力轉型瓶頸,支撐河北新型能源強省建設。”燕趙電力實驗室副主任耿江海表示,這就決定了實驗室不是關起門來寫論文、做研究,而是打開大門解難題、促轉化。哪裡有“卡脖子”的痛點,哪裡就是實驗室攻關的靶心。

聚焦“源、網、荷、儲”四大核心方向,實驗室將產業一線的“問題清單”轉化為科研攻關的“任務清單”,讓科研始終扎根產業現場、直面技術堵點。

近日,燕趙電力實驗室的成果展廳,新增了一枚金燦燦的獎牌。

這是第51屆日內瓦國際發明展的金獎獎牌,獲獎項目為燕趙電力實驗室、華北電力大學、中國電力科學研究院有限公司聯合完成的《基於電致發光效應的絕緣子自識別檢測技術研究》。

“這項創新檢測方法,解決了傳統手段難以精准識別輸電線路復合絕緣子內部早期潛伏缺陷的難題。”作為該項目主要負責人,耿江海說,絕緣子是輸電線路的關鍵部件,依靠傳統的紅外、紫外及人工帶電巡檢很難檢測出其內部缺陷,極易埋下安全隱患。

面對這一“看不見”的難題,研究團隊另辟蹊徑。

“既然缺陷藏得深,那就讓它自己‘亮’出來。”耿江海介紹,他們將電致發光材料與絕緣子狀態感知相結合,通過缺陷引起的局部電場畸變誘導材料發光,對缺陷部位進行精准識別與定位,讓輸電線路絕緣子的隱蔽缺陷首次實現了可視化與智能化診斷。

從“不可見”到“可見”,從靠經驗判斷到憑數據診斷,就這樣,又一個曾經橫亙在產業面前的“卡脖子”難題被攻克,電網安全又多了一道堅實防線。

單點突破聚成合力,持續攻關換來滿滿實績。

自批准籌建以來,燕趙電力實驗室累計承擔科研項目193項,突破關鍵核心技術8項,3項產品實現國內首發,技術優勢正源源不斷轉化為河北新型能源強省建設的創新動力。

“兩張清單”牽線,實現供需“面對面”

在燕趙電力實驗室的技術展示專區,“打頭陣”的是一項名為固態變壓器的關鍵技術。展示台上,一台泛著金屬光澤的實驗原型機,大小、形狀和家用台式電腦主機箱相差無幾。

“這個盒子叫固態變壓器,是專門為大型數據中心這樣的大負荷場景研發的新型供電裝備。”華北電力大學電力工程系教師付超介紹,隨著數據中心供電需求增加,傳統數據中心供電系統面臨兩大難題,一是供電損耗居高不下﹔二是負荷波動對電網沖擊劇烈。一座吉瓦級數據中心一旦出現負荷劇烈波動,甚至會造成主網因振蕩而停運。

固態變壓器恰好能對症下藥。採用高壓直流供電方案后,在整條供電鏈路中,它可將整體效能提升2至3個百分點,折算到一座吉瓦級數據中心,每小時能節省上萬度電。同時,設備可實現功率雙向支撐,既能保障數據中心持續穩定供電,還能在電網出現擾動時快速介入,開展無功補償、平抑電壓波動和功率振蕩抑制。

付超說,該產品由團隊與保定一家傳統變壓器企業共同研發,目前正處於樣機測試階段。

“算力產業蓬勃興起,算電協同已是大勢所趨。”付超說,這場校企攜手,既讓研究成果走出實驗室,也推動企業產品向智能電力裝備迭代升級,在大算力時代搶佔先機。

科研成果“鎖在實驗室”、企業技術難題無處求解,是行業長期存在的痛點。如何破解?燕趙電力實驗室以供需兩端“面對面”給出答案。

耿江海介紹,實驗室打破高校科研與產業市場脫節的壁壘,建立獨立管理體制,實行“校內+校外”雙軌運行。校內發揮學科人才優勢,側重技術攻關﹔校外與企業深度融合,負責成果轉化。

在此基礎上,為了讓對接更精准、更高效,實驗室進一步探索出“兩張清單”雙向對接機制。

耿江海解釋,“兩張清單”即企業需求清單和平台技術供給清單,意在推進科技創新和產業創新深度融合。

這一探索,始於燕趙電力實驗室與保定天威線材制造有限公司的一次合作。

漆包扁線是大型變壓器的關鍵材料,保定線材曾長期受漆膜厚度不均困擾。2024年12月,經保定市科技部門牽線,燕趙電力實驗室與天威線材聯合攻關,成功研發出綠色高效數字環保漆包生產線,企業產品合格率提升到99%以上,生產能耗降低20%。

“這次成功讓我們意識到,單靠‘偶遇式’對接效率太低,必須建立常態化通道,讓企業的共性需求與實驗室的儲備技術能夠雙向直達。”耿江海說,2025年11月,燕趙電力實驗室牽頭制定兩張動態清單,一頭歸集企業生產堵點,一頭梳理平台科創儲備,方便供需雙方快速對接、精准匹配。

當時,實驗室組建了8個領域科技服務團,搭建起“一企一特派員+一項目一團隊”服務模式,深入400多家涉電企業摸底,共梳理各類技術需求89項﹔同時,利用高校科研項目、專利技術、研發團隊資源,整理出多源發電協調優化、電網安全防御與輸變電裝備等4大領域共200項科研成果。

“兩張清單”讓需求與供給精准對接,越來越多企業也從清單上找到了屬於自己的轉型切口。

近日,燕趙電力實驗室正式發布創新供給清單與應用場景清單,面向行業開放核心技術能力並發布產業合作需求。

“目前,實驗室梳理創新成果覆蓋新能源電力系統全鏈條,應用場景30項,涵蓋新能源發電、電網安全防御等領域。”耿江海介紹,接下來,實驗室將繼續堅持“以產業真問題驅動科研真創新,以開放真協同推動成果真轉化”,持續完善“兩張清單”動態匹配機制,推動科技創新和產業發展從單向供給向雙向互動升級、從項目對接向生態共建延伸。

中試賦能,打造成果轉化“加速器”

用玄武岩做成的電杆,你見過嗎?

10月21日,在燕趙電力實驗室中試基地新型復合絕緣裝備中試平台門口,記者見到了兩根特殊的電杆。它不是常見的淺灰色,而是通體黑色,材質不是鋼筋水泥,而是由玄武岩纖維纏繞成型的中空管狀結構,外覆防腐涂層。

“傳統水泥電杆重達1.2噸,不僅搬運不便,在台風等極端強風下還容易折斷,而同等大小玄武岩纖維電杆不僅抗拉、抗彎度更好,重量也隻有200公斤,特別適合應急搶險和山區交通不便地區。”華北電力大學電力工程系教授劉賀晨介紹,該研究是利用河北豐富的玄武岩礦產資源,針對電力裝備輕量化、高韌性需求研發出的新型復合絕緣材料。

從實驗室的“金點子”到生產線的“硬產品”,中試放大是繞不開的關鍵一步。得益於這個中試實驗室的存在,劉賀晨團隊的研究沒有僅僅停留在紙面上。

走進試驗區域,兩大卷玄武岩纖維靜靜擺在操作台,如同一縷縷棕褐色發絲,場地中央橫置著一台長度五六米的履帶式牽引拉擠機。細密的“頭發絲”浸潤樹脂之后,就會被輸送到這台機器,加工為復合絕緣材料。

劉賀晨說,圍繞芯棒成型、注射成型、壓接裝配及纖維卷繞等關鍵工藝,團隊在這裡重點開展玄武岩纖維復合芯棒、輕質復合絕緣支柱和復合電杆等新型復合絕緣裝備的中試驗証開發,為相關產品研發優化、工藝放大與工程應用提供技術支撐。

依托成熟的中試驗証,團隊已聯合易縣熔石玄武岩有限公司、四川謙宜復合材料有限公司等合作開展電力專用玄武岩纖維研發,攜手河北康博、冀開電力等合作開展玄武岩纖維芯棒研制。

中試,是科技成果從“實驗室”走向“生產線”的關鍵環節,也是破解科研與產業“兩張皮”的重要抓手。

瞄准這一環節,燕趙電力實驗室統籌布局實體化中試基地,打造了熔鹽儲熱、煙氣碳捕集、電工新材料與裝備、安全靈活交流輸配電裝備、高性能電磁線制造、電力裝備高端檢測等六大中試平台,完整承接從小試驗証、原理樣機研發、樣品檢驗檢測、工藝中試放大到科技成果產業孵化的全鏈條創新工作。

作為公共創新平台,該中試基地在滿足自有攻關成果研發需求之外,還面向能源電力裝備產業鏈企業提供一站式檢研技術服務。

10月19日,電力裝備高端檢測平台的3米法電波暗室內,一台蠕動泵正接受輻射抗擾度測試。暗室四面牆壁及天花板鋪滿尖劈形吸波材料,構成安靜密閉的測試空間。

“這是保定唯一對外開放的電磁兼容專業測試場地。”耿江海介紹,除3米法電波暗室,電力裝備高端檢測平台還設有功能試驗區、電磁兼容試驗區、機械性能試驗區等五大試驗區,累計投資2000余萬元,配備國內外先進設備160多台套,可驗証產品在各種復雜工況下的運行可靠性。

該平台已取得CNAS實驗室認可和CMA資質認定雙重資質,出具的檢測數據和報告全國通用、國際互認。

就近可及的專業檢測能力,讓不少本地企業受益。

正在接受測試的蠕動泵,來自保定蘭格恆流泵有限公司。該公司技術部經理李睿介紹,作為一家專精特新“小巨人”企業,公司主要從事蠕動泵、注射泵等精密流體傳輸類設備的研發與生產。

“過去到外地開展檢測,通常需要提前排期。如果測試過程中發現問題,還需要結合研發進度進一步分析和驗証,往返溝通會拉長產品研發驗証周期。”李睿說,如今實驗室就在“家門口”,既省去長途奔波的成本,也壓縮了等待周期。產品研發過程中發現的問題能夠更快進入測試、分析和再驗証環節,有助於縮短研發驗証周期。

不過,李睿更看重的是檢測附加的技術支撐。他說,依托華北電力大學科研積澱,檢測人員在出具結果時,常會幫著分析超限原因,建議優化路徑,讓企業少走了很多彎路。

去年,公司與平台簽訂年度技術服務協議,將電磁兼容測試納入產品研發驗証過程。眼下,雙方正在商量續簽,計劃把振動、跌落、溫升等可靠性測試加進來。

這樣的創新紅利,正在惠及越來越多產業鏈主體。目前,該平台已服務保定及周邊500余家企業,縮短中小企業研發周期30%以上,帶動企業增收5000余萬元。

靶心對准產業痛點,清單聯通供需兩端,中試托舉成果落地……層層打通創新全鏈條,燕趙電力實驗室正加速為河北電力產業“充電續航”,讓更多創新成果在產業一線“並網”落地。

耿江海說,下一步,實驗室將圍繞“源、網、荷、儲”四大方向持續深耕,精准對接河北電力裝備制造、新能源開發等產業需求,為破解儲能效率提升、電網柔性調控等共性難題提供系統性解決方案,推動能源及電力產業向智能化、綠色化、融合化升級,為河北綠色低碳轉型發展注入新動能。(記者周聰聰)

記者觀察

創新破題,捕捉電力發展新機遇

在滄州華潤熱電有限公司,一台為火電機組配套的大功率水蒸氣離心壓縮機已連續穩定運行三個多月,這是國內首個在火電機組落地應用的抽汽增壓示范工程。它的模型,就擺在燕趙電力實驗室的成果展區。

“這項技術解決的是火電深度調峰與工業穩定供汽之間的矛盾。”華北電力大學動力工程系教授張磊解釋,新能源大規模並網后,火電機組經常要低負荷運行,供出的蒸汽壓力隨之下降,難以滿足下游芯片制造、生物醫藥等高端制造的高品質用汽要求。這台裝置像給蒸汽“打氣加壓”,把低壓蒸汽增壓到用戶需要的品質,既節能降碳,又保証電廠供汽收益和下游的穩定生產。

工業生產離不開蒸汽,但火電調峰帶來的供汽壓力波動會直接牽動高端制造的穩定生產。一台蒸汽壓縮機讓我們看到,電力、熱力和產業之間的聯系,早已不是“有電可用”這麼簡單。

國家發展改革委、國家能源局發布《新型電力系統建設“十五五”規劃》,明確未來5年我國電力發展的總體思路,提出到2030年初步建成新型電力系統的戰略目標。

在很多人的理解裡,新型電力系統就是多建風電、多裝光伏。

事實上,這只是從設備層面作出的片面理解。相較於傳統電力系統,新型電力系統是一次系統性重塑:電源結構上,越來越高比例的清潔能源並入電網﹔電網形態隨之迭代,一批適配新能源消納的靈活輸電通道加快布局﹔用電負荷也在發生深刻變化,數據中心、智算中心、電動汽車快充等新型負荷佔比快速提升,電力與算力協同發展,電熱、電氫協同聯動,電力與交通融合發展等新場景不斷拓展……

這些“新”,帶來電力運行全新挑戰,也帶來大量技術課題與產業機遇。

讀懂這些,也就讀懂了河北布局燕趙電力實驗室的深意,讀懂了實驗室肩負的使命。

高溫雙罐熔鹽儲熱設備、固態變壓器、玄武岩纖維電杆,還有依托“兩張清單”落地的一批攻關成果,這些無不是在新型電力系統加速構建的新形勢下,由一線需求中催生出來的技術突破。

河北風光資源富集、電力產業根基深厚,擁有豐富的工業場景和算力承載空間,為新技術提供了難得的試驗場。在這片發展沃土上,我們期待,燕趙電力實驗室充分發揮河北省能源電力產業“總平台、總鏈長”作用,集聚更多創新力量、推動更多成果落地,照亮河北電力更加光明的未來。(記者周聰聰)

(責編:方童、付兆颯)

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