9大院士坐镇专利世界前三，多项技术垄断全球，国家电网究竟多牛

最近，第9号台风“利奇马”肆虐，共造成浙江、福建、上海、江苏、安徽57座35千伏以上变电站、2051条10千伏及以上线路，共计4.76万个台区共287.26万用户停电。

从9号到10号，短短1天的时间，国网浙江、福建、上海、江苏、安徽公司累计投入抢修人员1.75万人、车辆4702台、发电车38辆、发电机243台、大型抢修机械3套、应急照明装置118套。抢修恢复6座35千伏以上变电站、609条10千伏及以上线路，共计2万个台区共130.4万用户。

国家电网的速度可以说赢得了所有人的点赞，其实大家一直都忽略了国家电网强大的科技实力。

今天我们就来科普一下国家电网，国家电网的科技实力可以说是引起美国的多次注意。国家电网究竟有多牛，今天我们就来聊聊。

2018年世界知识产权指标，中国国家电网公司以21635件专利排名第三。并且国家电网在人工智能领域专利拥有量排名全球第6，2019年世界500强企业国家电网更是排名前五。

之所以国家电网在人工智能方面如此领先，是因为国家电网在电网控制、配电用网、智能配电变压器、系能源、智能巡检机器人等多方面获得了多项专利，并且积极落地到真实应用场景。比如在一些高危作业场景，利用人工智能技术逐步完成对人类的替代，既实现了更加安全的方式，也大幅提升了效率；又比如巡检机器人，针对各种自然灾害和环境对电网设备进行动态预测平台，防范于未然。

国家电网囊获国家科学技术奖79项，其中，特等奖2项、一等奖8项、二等奖69项。是获得此项荣誉最多的公司。国家科学进步奖特等奖可是素有“中国诺奖”之称。

2015年-2017年，仅仅3年，国家电网就有32项专利斩获“中国专利奖”，“中国专利奖”是由中国国家知识产权局和世界知识产权组织共同主办的。中国专利奖金奖在国际上都具有一定的含金量，而三年时间国家电网就两获金奖，数量质量都位居企业第一。仅次于中科院。

比如斩获金奖的“一种集约型直流融冰装置拓扑结构”发明专利攻克了直流融冰系列国际难题，堪称“电网抗击冰雪灾害神器”。批量生产的直流融冰装置广泛应用于湘、赣、浙等省份电网融冰和动态无功补偿，累计销售装置200多套，并出口至海外。

国家电网共有9位院士，其中汤广福是任CIGREB4（国际大电网会议高压直流与电力电子技术）委员会48工作组召集人，主持完成了CIGRE正式出版物（TB470），主要内容被IEC62501标准采纳。

而沈国荣发表的《工频变化量方向继电器保护原理的研究》的重要论文，在学术界首次提出了工频变化量保护原理。沈国荣，是继电保护技术的领军人物。当时国外掌握着直流控制保护系统核心技术，处处对中国进行刁难。

他坚决不与国外企业合作，排除万难，打破国外对直流输电控制保护系统的技术封锁，完成了葛洲坝至南桥±500千伏直流控制保护系统。

黄其励院士则对引进的600MW火电机组的1814 t/h褐煤锅炉提出多项重大改造技术，实施后使锅炉能长期稳定带满负荷运行。在锅炉低负荷断油稳燃、调峰运行、各种燃烧方式的浓淡燃烧等技术领域有显著贡献，负责并实施节能降耗、节油、降NOx排放等重大技术改造工程71项；在煤粉均匀分配、烟风系统优化及大流量测量等安全、燃烧自动化领域取得国际先进的研究成果，应用于20项工程中。

陈维江是国家电网副总工程师，潜心于雷电接闪放电理论与防护技术研发，其成果在电力、轨道交通等系统广泛应用。

除此之外薛禹胜、郭剑波、郑健超、周孝信、李立浧等都是电工领域的代表专家，在世界上都享有知名度。

而国家电网自研的多项技术更是达到了全球第一，比如陈维江参与的特高压输电技术研发与应用以及李立浧负责的特高压±800kV直流输电工程。

我国是世界首个、也是唯一一个成功掌握并实际应用特高压这项尖端技术的国家，全面突破了特高压技术，率先建立了完整的技术标准体系。

国家电网建立的完善系统的特高压与智能电网技术标准体系，拥有企业标准356项、行业标准90项、国家标准44项，编制国际标准19项。

2013年，IEC主席称:中国特高压交流电压标准已成为国际标准电压。这是中国电力第一次在国际上抢到了制定标准的话语权。

国际大电网委员会（CIGRE）秘书长让·科瓦尔认为特高压交流工程的投运“是电力工业发展史上的一个重要里程碑。”

超大容量、超远距离、更低损耗的特高压直流输电，可以说对于有序推进国内互联、洲内互联、洲际互联，构建全球能源互联网，具有重大示范意义。简单来说，如果其他国家都采用了中国的特高压输电技术组建洲际互联，那么中国在其他国家的话语权会怎么样呢？

截至2018年底，我国已投运了“八交十三直”21项特高压工程，保证了新增17亿千瓦的电源并网，满足了新增6万亿千瓦时的电能需求，支撑了社会经济快速发展。“西电东送、南北互供、全国联网”的电网配置资源格局基本建成，8条1000千伏特高压交流线路和13条±800千伏特高压直流线路相继投运，电力资源的大范围调配成为常态。

可以说中国特高压输电技术保证了全中国13亿人的正常用电，中国人都离不开的一项技术。

2012年，特高压交流输电关键技术；2017年，特高压±800kV直流输电工程都斩获了国家科学技术进步奖特等奖，你就可以知道中国在特高压输电技术研发上所取得了什么样的惊人成果。

其中，陈维江参与的特高压输电技术研发与应用，当时国家电网公司就联合科研院所、高校、设备制造等160多家单位协同攻关，开展309项重大关键技术研究，连续攻克了特高电压、特大电流下的绝缘特性、电磁环境、设备研制、试验技术等世界级难题，成功研制世界上通流能力最大的6英寸晶闸管、换流阀、变压器等一批国际领先的电工装备，在世界上率先掌握了特高压大容量输电系统集成、大电网运行控制等技术，研制成功了全套特高压设备，建立起完整的特高压输电技术标准体系。

而李立浧负责的特高压±800kV直流输电工程因为特高压±800kV直流输电技术极其复杂，国内外没有可借鉴的经验，研发难度极大，这完全需要自己从0开始摸索。

但李立浧并没有因为质疑而感到动摇，李立浧认为“当时国内外一片质疑，认为中国要挑战世界级难题，简直是天方夜谭。但是不能因为国外没有，我们就不能搞、不敢搞”。

李立浧团队在全面总结我国±500kV直流输电工程的设计、施工、运行经验并借鉴国内外工程研究成果的基础上，分析了±800kV特高压直流输电工程设计的特点和难点，密切跟踪与工程相关的科研攻关成果，开展了包括±800kV直流系统工程设计、±800kV级直流系统换流站设计规范等30余项技术专题研究，形成了特高压直流输电工程设计标准和规范。

李立浧团队还联合科研、高校、设备制造等160多家单位联合攻关，攻克了特高电压、特大电流下的绝缘特性、电磁环境、设备研制、试验技术等世界级难题。最终在2010年建成了云南—广东、向家坝—上海特高压±800kV直流输电示范工程。

2018年5月，滇西北至广东±800千伏特高压直流输电工程投运，成为世界海拔最高、设防抗震级别最高的特高压直流输电工程。未来15年中国还投资规模4000亿，相当于两个三峡工程的我国特高压电网建设工程，保证全中国人的用电需求。

美国前任能源部长朱棣文，在华盛顿对媒体发表题为《能源领域竞争正在成为美国新的卫星时刻》演讲时说道：“中国挑战美国创新领导地位并快速发展的一项重要领域，就是最高电压、最高输送容量、最低损耗的特高压交流、直流输电” 。

同样是美国前能源部长、新墨西哥州州长比尔·理查德森在美国《Politico》时政新闻网站上撰文指出，美国的电力系统还停留在第三世界国家的水平，近十年来鲜有进步。而各地电网各自为政是导致效率低下、抗灾能力差的重要原因。理查德森还指出，美国的电网建设需要向中国学习，只有这样才能满足经济发展的需求。

理查德在文章中说：中国的国家电网公司投入高达1000亿美元的巨资开发特高压输电（UHV）技术，令人惊叹。该技术有望解决困扰中国以及其他发达国家几十年的输电难题。中国面临的最大挑战跟美国类似：连接本国最新的可再生能源电站。这些电站往往离高度城市化的东部地区很远。没有特高压输电，这一愿景将难以实现。通过提高发电和输电效率，特高压输电还能优化煤炭的利用、减少温室气体排放。

美国部分地区还未通电

说到特高压输电技术，这里不得不说，国家电网组建的覆盖全国的电力网络可以说得上领先世界的工业奇迹。

中国幅员辽阔，跨越近50个纬度、60多经度，从热带到寒温带，那国家电网电力建设不仅要能承受寒带零下30度的低温，还要能够经受40度高温的考验；也要能够经受来自海洋的强台风的冲击，沿海盐雾环境腐蚀，也要能经得起戈壁风沙的袭击；还要承受泥石流各种各样地质灾害的冲击。

中国的地形地貌更是复杂，青藏高原海拔3000-5000米，电力修建难度非常之大。要知道青藏施工区因为海拔高，所以常年寒冷缺氧，这对工作人员来说是一项艰巨的任务，许多人在没工作多久之后，就出现了缺氧等症状。于是不得不放慢速度。这也是影响青藏铁路建成的重大原因。缺氧严重时可能会影响人的生命健康，而寒冷也会影响大型机械的运作。

青藏交直流联网工程是西部大开发重点工程之一，也是连接青海和西藏的一条能源大动脉。据了解，该工程是世界上海拔最高、穿越冻土最长的直流输电工程。施工人员直接在“天上”修建电网。

要修建覆盖全国的超级电网难度之高、危险系数之大那是无法想象的，但是国家电网做到了，这张超级电网不仅覆盖了全中国13.8亿人口组成的超过4亿个家庭，还要接入由全国241万家工厂组成的世界最大制造基地，还接入了包括25万家医院，42万家学校，34.5万家科研院所和技术服务企业，20万家酒店和餐饮企业，281万家商店，25.2万家交通和物流企业组成的总共768万家非工业企业(以上均来自2014年全国经济普查数字)。

2015年12月23日，国家电网给青海省西宁市最后3.98万无电人口通上电，自从中国做到了全中国人口覆盖用电，电网全国覆盖率达到100%。即使整个高山之上就你一户人家，国家电网都要把电给你送过去。（作为参考，截至2016年，印度无电人口在全球无电人口总数中占21.8%）

下图是我国在新疆建设的特高压输电网，中国的工程人员把重达数十吨的电塔立在了无数的高山之中。

电力中国全社会用电量68449亿千瓦时，全国全口径发电量69940亿千瓦时，远远超出了整个社会的用电需求。而国家电网更是投资了上千亿，要在2020年使得我国配电网自动覆盖率要达到90%。

除此之外，国家电网在2008年大暴雪之后对电网进行了进一步改造，极大的加强了全网络系统监控能力，能够有效的预知事故的发生，并且能够在事故发生后实现不波及其他区域。

在非不可抗力停电事故中（地震、台风、暴雪等自然灾害属于不可抗力）2003年—2012年国外的大停电事故总共14次，其中美国3次，巴西和欧洲两次，印度，日本，澳大利亚，新西兰，肯尼亚，俄罗斯，印度尼西亚，巴基斯坦各一次。2012年印度大规模停电事故，影响了6.7亿人，几乎占了人类人口的十分之一。

而中国这十几年唯一一次的大规模停电，就只有08年暴雪，这都是因为中国电网的输送能力和可靠性具有极高的技术水准。

而在这次电力恢复行动中，国家电网为了在第一时间恢复电力，方便人民生活，仅江西省电力设计院输电工程部就有二十多名员工全力以赴,国家电网公司有11名员工殉职，这在其他国家是不可想象的，在为人民服务这点上，国家电网的确值得点赞。

除了特高压输电技术全球标准的基础技术来自国家电网，智能电网国际标准体系的基础技术也是来自国家电网公司。

智能电网是指以物理电网为基础（中国的智能电网以特高压电网为骨干网架、各电压等级电网协调发展的坚强电网为基础），现将先进的传感测量技术、通讯技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成形成的新型电网。它以充分满足用户对电力的需求和优化资源配置、确保电力供应的安全性、可靠性和经济性、满足环保约束、保证电能质量、适应电力市场化发展等为目的，实现对用户可靠、经济、清洁、互动的电力供应和增值服务。

也就是说在电这个领域，国家电网是全球毫无疑问的龙头BOSS，制定全球电力标准，多项技术垄断全球，菲律宾、巴西、葡萄牙、澳大利亚、意大利等多个国家的电力建设都是由国家电网负责，尤其是巴西的大型绿地500千伏输电项目，将特里斯皮尔斯水电站的电力输送至巴西东南部负荷中心，可满足800万人的年用电需求，仅中国能造！

可以这样说，全世界仅有国家电网拥有建设在所有复杂条件下超大规模电网的技术和经验，因此全世界只有中国最积极说我要搞洲际互联网，全球能源互联网（当然，美国是极力反对的，但是他又没有能力搞，所以也很无奈～），国家电网还专门成立了全球能源互联网研究院。

另外，中国电网建设的所有设备目前全都是由国家电网领头、全部自主研发。

比如26kV智能隔离断路器，1000kV单相升压变，1000kV罐式电容式电压互感器，1100kV/3150A干式油气套管，特高压串补装置，特高压直流换流阀技术，多端柔性直流输电的工程应用等全都是国内自研自造。

国家目前也都是在大力扶持电网设备全部自研，防止被外国掐脖子。2018年，中国特高压设备采购首次对外企亮禁止令。总规模约2500亿元的高压开关柜设备将几乎全部由国内企业分享。国家已将特高压电网确定为装备制造业技术提升和自主创新的依托工程，为了扶持国内企业，发改委表示，高压开关柜要全面实现自主研发、国内生产。

国家电网如今正积极走向全球，菲律宾、巴西、葡萄牙、澳大利亚、意大利、希腊等7个国家和地区的骨干能源网都是国网参与投资运营，共拥有400亿美元的海外资产。

如今国家电网的李立浧院士还开始了新的目标——“透明电网”，把现代信息技术与电网相结合，在电网上安装小微智能传感器，让电力系统的各个环节展示出来，包括电源信息透明、网络信息透明、市场信息透明、设备状态透明、运行状态透明、交易状态透明等等，形成“透明电网”。它可以让社会各方广泛深入参与电力生产、传输、消费等各个环节，协同促进能源电力的安全高效、绿色低碳发展。

在李立浧的畅想中，“透明电网”再发展下去就是“透明电力系统”，接着就是“透明能源系统”，整个系统网络平台可以发展成零边界成本的能源互联网。彼时，能源的存储方式和能源的使用将会更加方便。

这项技术一旦实现，不仅会影响未来电力系统生态，还会影响能源生态，甚至将会对世界未来发展、能源发展产生颠覆性影响。

让我们拭目以待！