宁夏电力首席技术专家黄永宁：勇立电力科研“潮头”的领军人

摘要：    

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       随着我国电网系统的快速发展，如何在确保电网安全运行的同时，实现节能降耗?这是一直萦绕电力科学研究者脑海里的世界性难题。  
       “节能型电网限流装置”的应用使这一难题得以破解。  
       “目前，宁夏石嘴山供电局投运的35KV户外电网限流装置每年可节省运行损耗高达390万千瓦时，直接节电经济效益达195万元。到2020年，宁夏电网采用"节能型电网限流装置"的成本约为2900万元。相比目前应用的断路器而言，仅此一项可节约2.86亿元。宁夏电网的装机水平和电网规模约占全国电网的1%左右，依此计算，若将该装置在全国推广，可节约资金高达286亿元。”  
       这一精辟判断，出自负责该课题组的宁夏电力科学研究院系统分析室主任黄永宁。现年48岁的黄永宁，人生的26个年头与“电力系统分析”结下不解之缘。多年来，他以严谨的科学态度和争创一流的职业精神，刻苦钻研，勇于拼搏，填补了宁夏电网系统分析和仿真计算、电能质量数字化分析、相量测试等电网智能分析领域的空白。  
       功夫不负有心人。今年9月，黄永宁被荣聘为宁夏电力公司首席技术专家，成为勇立电力科研“潮头”的领军人。  
       “宁夏电网必须有自己的电力系统分析软件系统!“  
       1981年，18岁的黄永宁考入西安交通大学。怀揣奉献电力科学事业的梦想，电机系发电专业成了他开启人生理想的钥匙。  
       在大学校园，“我常常凝望图书馆门口钱学森先生的高大塑像。在那里，我种下了此生与电力研究相守的"种子"。每当遇到困难，科学巨匠的奋发精神总激励我前行。他们对祖国、对事业的热忱，不仅在专业学习方面给予我充足养分，更净化了我的灵魂。”黄永宁深情地说。  
       1985年，迈出大学校门的黄永宁，作为“支边”知识分子回到家乡，进入宁夏电力试验研究所(宁夏电力公司电力科学研究院前身)高压室工作。第二年他又调入刚成立的系统室，主要从事电网电力系统短路、潮流、稳定三大计算系统分析工作。  
       20世纪80年代中期，信息技术已经开始运用于电力系统各个领域，包括电网调度自动化、电力负荷控制、计算机辅助设计、计算机仿真系统等。然而，宁夏电网由于条件所限，海量的计算工作仍需依赖大量的人力计算。当时，电子计算能够进行电力系统三大计算的设备，离宁夏最近的是西安某科研机构所投运的VAX小型机，高昂的运算费用，往返的时间等巨大的成本使年轻的黄永宁感到“窝火”。他许下承诺：“宁夏电网必须有自己的电力系统分析软件系统!“  
       1986年底，黄永宁背起行囊，赴清华大学深造。“那年春节我未能与家人团聚，但那次学习之旅使我真正迈进了智能电力系统计算的门槛，更加坚定了我致力"电力系统分析"并一生都愿意为之付出的信念。”黄永宁说。  
       学习期间，他参与了编写程序及使用说明书，为宁夏电网成功引进了清华大学微机版《电力系统三大计算软件包》，填补了宁夏电力系统计算工作的空白。  
       “繁琐的计算推演，计算机可在下班时间运算。第二天上班时计算机显示出自己想要的结果，甭提多高兴了!”黄永宁的微笑里依然洋溢着昔日的兴奋。  
       那时，他是宁夏电力界最先接触电脑的“弄潮儿”。他的同事们也从浩瀚的数据计算海洋中解脱出来。当年的黄永宁虽然年轻，但是在大伙的心目中已成为知名的“电力人物”了。  
       如今，宁夏电科院(300215,股吧)所使用的电力系统计算分析工具，与当年相比不可同日而语。刚刚建成的“宁夏电力公司电网仿真实验室”是国内目前最为先进的全数字动态仿真系统之一。借助这一平台，黄永宁及其团队将开创宁夏电网电力系统仿真分析工作的全新局面。  
       “我们要像"保健医生"，让电网运行"规矩有型"  
       又一个喜讯在宁夏电力系统交口相传黄永宁主持完成的《节能型电网限流装置的研制与应用》科研项目，获宁夏回族自治区科学技术进步奖一等奖，宁夏电力公司科学技术进步奖一等奖，该装置的实用新型和外观设计两项专利获国家专利局授权。  
       迄今为止，国内外研究应用的超导故障限流器、串联谐振限流器及固态限流器等，采用电力电子器件的限流装置，虽然动作快速但容量有限，价格昂贵，应用量很少，大部分处于试验样机阶段。黄永宁及团队研制的节能型电网限流装置取得了新的突破。在石嘴山供电局投运的35KV户外电网限流装置，每年可节省运行损耗高达390万千瓦时，直接节电经济效益达195万元。  
       目前，黄永宁及其团队正在推进《户外高压可重复节能电网限流装置研制》科研项目。为克服瓶颈，他创造性地提出了“户外高压可重复节能限流装置”的构想。该装置以较低的成本和极大的节能降耗效果，实现在高压、超高压电网限制短路电流的功能。“这是一项世界领先技术。”黄永宁估算，该限流装置若运用于全国电网，将产生百亿元的经济效益。  
       "短路与谐波"是威胁电网安全的幽灵，必须像医生做手术一样精确诊治。”黄永宁做出剪刀的手势。自从事电能质量分析与测试以来，谐波成为了黄永宁及其团队直面的一大难题。黄永宁说，这一课题做了20多年，我们要像“保健医生”，手拿“手术刀“，让电网运行“规矩有型”。  
       黄永宁说，谐波是影响电网电能质量的“罪魁祸首”，对电网的污染就像化工厂向清澈的湖泊排污一样。在理想干净的供电系统中，在只含线性元件的简单电路里，流过的电流与施加的电压成正比，流过的电流是正弦波。在实际的供电系统中，由于有非线性负荷，如整流负载、电力机车、轧钢机、电弧炉等存在，当电流流过与所加电压不呈线性关系的负荷时，就形成非正弦电流，造成电网污染。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低，使电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。“作为从事电网系统分析研究电能质量技术监督的一名工作人员，必须结合当地经济社会发展现状，为当地电力建设和用户使用优良电能，扫清一切技术故障。”黄永宁针对高耗能负荷，提出的无功补偿兼带滤波的措施被高耗能厂家广泛应用，使得电网电能质量得到显著改善。  
       1994年，第一条电气化铁路宝中铁路宁夏段开建，宁夏电网面临前所未有的全新课题。黄永宁开始研究电气化铁路对宁夏电网的影响。当时，他和团队率先在全国使用CHP电力系统谐波分析程序，进行宝中电气化铁道谐波及负序分量计算工作，计算报告《宝中电气化铁道宁夏段谐波分量计算报告》获宁夏电力公司优秀科技论文一等奖。  
       研究虽有进展，但如何将铁路机车运行过程模拟出来?机车运行过程中会产生多少谐波?带电多长时间?对供电电网有什么影响?一系列崭新的课题面前，黄永宁选择了重回母校“充电“，同时也为了圆梦。  
       黄永宁说，四年大学生活对自己而言是一场如痴如醉的梦，现在这个梦依然未醒。这一次寻梦之旅其实并不浪漫，面对电气化铁路对宁夏电网影响的整体分析评估，诸多技术难关需要攻克。最终，在导师的指导下，他以该项目为论文选题，如愿拿到了一直心仪的“工程硕士”。  
       “电网安全只有起点，没有终点”  
       见到黄永宁时，他正在电网仿真实验室指导同事做线路参数测试，模拟实验电网交直流混合仿真计算分析。偶尔会有争论，但他亲和的语气让实验室气氛融洽。其实，更多时候是他过硬的理论知识令同事们“折服”。  
       “与同事们探讨问题是一种快乐，争论会产生灵感，使得分析和实验能够走上捷径。”黄永宁笑呵呵地说。在实验室里与他“交锋”的系统分析专责田蓓，与黄永宁共事7年，是他一手带起来的技术骨干。  
       2004年，宁夏电力试验研究所与银川电校合并为宁夏电力科技教育工程院。工程院成立后，系统室也进行了重组，只剩黄永宁一人。田蓓等新调入的7位电校老师，具备丰富的理论知识，但实践能力尚需提高。黄永宁的工作便由原来只管专业转变为专业、教培“两翼齐飞”。  
       田蓓和同事们回忆起当时的情景，感慨万千：“作为一名只教过电力基础课程的年轻职工，转为从事电力系统分析计算，心里完全没底。黄永宁耐心细致的言传身教，让我们很快找到了感觉。”  
       5年后，黄永宁的团队不仅承担起繁重的教学任务，电网分析专业更是突飞猛进，现已能够承担电网分析、试验方面的各项基础工作和国网公司科研项目，成绩斐然：  
       完成750kV、±500kV及大机组群接入宁夏电网的前期研究项目短路电流、过电压计算及其限制措施研究两个子项目，获国网公司科技进步三等奖、宁夏电力公司科技进步特等奖;  
       推进宁夏电网仿真中心建设，完成宁夏电网动态仿真系统开发及应用。完成了基于ADPSS的宁夏电网主网架数字电网建设及其应用，搭建了详细的宁夏电网主网架电磁暂态仿真模型与机电暂态仿真模型融合，建成了全数字式宁夏电网……  
       “十二五”期间，宁夏电网将迎来“超高压、大机组、交多直流、智能化”复杂大电网，对该公司现有队伍的驾驭能力和应对挑战的能力提出了新的更高要求。  
       “电网安全只有起点，没有终点。”在痴迷的电力系统分析的岗位上，面对电力科技奔涌的时代大潮，黄永宁一如既往地追寻着更高的梦想……