“陆上三峡”“御风者”——记2019年度甘肃省科技功臣汪宁渤

2020-11-06 10:47

“陆上三峡”“御风者”——记2019年度甘肃省科技功臣汪宁渤

人物简介
汪宁渤生于1963年，辽宁营口人，在宁夏青铜峡水泥厂子弟学校从小学读到了高中。1979年，16岁的汪宁渤以优异的高考成绩被武汉水利电力学院水电动力专业录取。1983年大学毕业后，分配至甘肃省电力实验研究所工作。1994年，汪宁渤通过竞聘上岗到甘肃省电力公司计划处工作。
在我省如火如荼“建设河西风电走廊，再造西部陆上三峡”的广阔背景下，2008年，酒泉成为国内首个千万千瓦级风电建设基地。汪宁渤同年受命组建甘肃省电力公司风电技术中心，从此与清洁能源研究结缘。
今日上午，省委、省政府将在兰隆重召开甘肃省科技创新大会暨科学技术（专利）奖励大会。届时，2019年度省科技功臣、自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖、专利奖和省企业技术创新示范奖、优秀科技创新企业家奖将一并颁奖。
他耗时十年完成“御风”壮举
有“陆上三峡”之称的酒泉千万千瓦级风电基地，是中国首个千万千瓦级连片开发、并网运行的风电基地。酒泉风光电基地距兰州负荷中心千余公里之遥，在长400公里、宽20公里的广袤戈壁，集中并网风光电超过1300万千瓦，是国内外距离负荷中心最远、集中并网规模最大、装机容量占比最高的新能源基地。我省风光电装机比例41.64%，与丹麦、德国同处全球领先水平，在整个河西走廊共有风电1282万千瓦、光伏电807万千瓦、火电400万千瓦，“1直2交” 3个外送通道。如此体量的风光电集群，其安全稳定运行所面临的挑战前所未有：风光电集群周出力波动幅度高达94%，火电调节能力严重不足，交直流送出能力受限……
2019年度甘肃省科技功臣得主、甘肃省新能源运行控制重点实验室主任、国家电网公司“大规模新能源基地集群控制技术”科技攻关团队带头人汪宁渤，以10年时间主持完成了“千万千瓦级风光电集群源网协调控制关键技术及应用”重大科研成果，首次实现了千万千瓦级风光电集群资源可发电量的精准评估，攻克了风光电集群源自适应协调控制、源网协调、交直流协调控制难题，并建成千万千瓦级风光电集群源网协调控制系统，填补了国际千万千瓦级风光电集群源网协调控制技术的空白。
他科研路上的“拼命三郎”
一个省级风电中心，从2010年开始，连着两年拿下了国家863项目“风电场、光伏电站集群控制系统研究与应用”“电网友好型新能源发电关键技术研究与应用课题”，可以说是空前绝后；环顾整个国家电网省级公司，也是绝无仅有的。关乎国家电力命脉的科研项目的背后，是“拼命三郎”式的汪宁渤带领下的一支优秀青年科研人员创新团队，十年如一日的艰辛付出。
在广袤无垠的戈壁滩上，大规模新能源基地集群控制技术的“拦路虎”接踵而来。风光资源监测和预测是第一道难题，广域空间和大时间跨度的出力特性无法用单个的电场(站)累加得到，区域资源特性评估和发电能力预测极为困难。通过建设覆盖河西走廊的44座测风塔、18座测光站、10个全天空成像仪、卫星云图、雷达测云、82座风电场、157座光伏电站、7000多台风电机组、10000多台光伏逆变器为一体的风光资源与运行实时监测网络与数据平台，终于克服了大规模风光电基地资源和运行实时监测能力不足的难题。10年时间，汪宁渤带队建设了全省风光电短期（72小时）、超短期（0—4小时）联合预测预报系统，解决了风光电预测预报难题。同时，提出了风光资源监测网络优化方法，以最少监测点实现全域资源的有效监测，使投资降低了65%。
“过去电场调度员最多能管理二三十个风电场，现在动辄两三百个，最终只能靠开发集群控制系统。”汪宁渤解释说。“风电场、光伏电站集群控制系统研究与应用”建成了首个千万千瓦级风光发电集群控制示范工程，覆盖河西走廊200多个风电场、光伏电站，实现了2089万千瓦的风光电有功、无功和安全稳定控制功能，突破了大规模风光电基地可控性不足的技术瓶颈。2014年，初步投入使用，2017年接入系统，还解决了向2400公里外的湖南稳定外送。“弃风充光”的现象已大幅降低，系统可靠性从99.9%提升到99.99%。相关研究成果获得国家科技进步二等奖。
汪宁渤记得，在解决风电场关键技术研究的过程中，要在运行的风电机组上加装超级电容，要将1兆瓦锂电池吊装至距地面约100米的机舱上，异常困难。为保证其在强风下的性能，现场测试低电压穿越、高电压耐受等项。汪宁渤坚持上了百米高的测风塔，“风呼呼地在耳边叫，足有70分贝，风速15米/秒，呆在离地面100米的地方左右晃动，位置平移1米左右。我们每个人都克服了重重困难，总算测定了关键技术参数。”
在集思广益、深入思考的同时，汪宁渤在国内外率先提出大规模风电面临的四大挑战、风电发展的三大瓶颈、大规模风电出力调节方式和风火打捆外送等学术观点，创建了上下游效应实时监测的风电超短期预测方法，研发了千万千瓦风光电资源与运行监测网络及数据平台，研制了风光电集群“执行站—子站—主站—调度中心站”四级闭环控制系统，建设了包含82个风电场（1282万千瓦）和145个光伏电站（807万千瓦）国内外首套千万千瓦风光电集群控制示范工程，其在控制规模、模式、实时性和可靠性等方面国际领先，填补了国内外大规模新能源基地集群控制技术空白。
他唯愿戈壁荒漠变“能源绿洲”
“在新能源领域，汪宁渤顺应新能源的跨越式发展形势，不断充实和更新自己新能源知识体系，全身心投入新能源科技创新工作，始终保持走在我国新能源科技创新前列。”在同行眼中，这是汪宁渤的真实写照。
10余年来，汪宁渤科研创新团队负责承担国家863项目2项，参与完成国家科技支撑项目2项，参与国家973项目和中国工程院重大咨询项目各1项；负责完成甘肃省重大科技专项3项，负责甘肃省科技项目3项；负责承担国家电网公司重点科技项目19项、参与10多项。负责承担的国家、甘肃省和国家电网公司科技项目总投资超过2亿元，其中超过1000万元科技项目6项，是国内承担新能源重点科技项目最多的个人之一。他的19项代表性成果经科技成果鉴定达到了国内领先水平，其中6项成果整体技术水平达到国际先进、部分国际领先水平。
据了解，汪宁渤及其团队在预测、控制和安全稳定等方面的科技成果增加了风光电发电量超过10亿千瓦时/年，创造的经济效益6亿元/年以上。送出、消纳和调峰等方面的科技成果提高了风光电接纳能力200多万千瓦，新增风光电350多万千瓦。从2015年到2018年，弃风、弃光率分别下降了21.2%、20.8%，风光电接纳能力提升了20%。系统投运以来，持续可靠运行，紧急控制正确动作15次，甘肃未发生大规模脱网事故，有效降低了电网运行风险。近三年，甘肃新能源发电总量778亿千瓦时，减排二氧化碳6312.5万吨，为戈壁荒漠变“能源绿洲”作出了积极贡献。实现了我国大规模风光电控制技术从“跟跑者”向“领跑者”角色的转换，可为国际大规模新能源基地的规划建设提供一个中国式范本。所承担项目是唯一入选《国家低碳技术推广目录和实施指南》的新能源项目，也是唯一中美气候变化峰会成果展的新能源项目，作为中国典型案例入选国际清洁能源国家报告，填补了国内外千万千瓦源网协调控制技术空白。
“人才、团队是成功的关键。”在与美国国家可再生能源实验室（NREL）、丹麦RISØ国家实验室等国际领先研究机构和大学的深入技术交流中，汪宁渤及其团队具有一定的国际学术影响力。中国工程院院长周济院士等13位院士先后来访，开展学术交流与技术指导，构建了与中科院、中国电科院、清华大学、上海交通大学等著名研究机构及高校长期合作的交流平台。2008年组建风电技术中心以后，汪宁渤发现最缺的还是人才。目前已与清华大学电机系签订了合作协议，合作建设了研究生工作站和社会实践基地。汪宁渤也曾连续多年赴上海交大、浙江大学、西交大等高校招贤纳士，已构建了攻关团队、重点实验室、野外科学研究站和工程技术中心四位一体的风光电科技创新平台，组建了产学研用相结合的科技研发团队。近年来160多名博士、硕士研究生先后参与了科技项目，70多人到研究生工作室学习培训，培养了大批风光电科技人才。
在新能源研究领域，汪宁渤已获得美国发明专利7项、中国发明专利112项，实用新型专利18项、软件著作权授权35项。由汪宁渤主编的专著由爱思唯尔在美国出版发行，成为我国首部对外输出的新能源科技专著；两篇论文入选中国精品学术期刊顶级学术论文。截至目前，汪宁渤已发表论文127篇（其中50多篇SCI、EI论文），出版国内外专著5部，并获得多项国家及省部级科技奖励。
兰州日报社全媒体记者何燕文/图

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