新闻纵深 | 河北电力接通“创新电源”
来源: 河北日报客户端  
2026-10-30 14:28:21
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  近日,我省启动建设的第4家燕赵系列实验室——燕赵电力实验室正式揭牌。

  河北是能源消费大省。随着国家能源强国和“双碳”战略深入推进,我省在加快建设清洁高效、多元支撑的新型能源强省过程中,面临不少新课题、新挑战。

  作为我省能源电力领域最高能级科研平台,依托华北电力大学核心科教资源建设的燕赵电力实验室如何瞄准产业痛点,把技术堵点转化为攻关方向?又依靠怎样的机制打通产学研用壁垒,加快推进科技创新与产业创新深度融合,支撑河北新型能源强省建设?

  10月19日拍摄的燕赵电力实验室中试基地3米法电波暗室。  河北日报记者 周聪聪摄

  产业一线出题,将技术堵点变成攻关靶心

  10月19日,走进燕赵电力实验室中试基地高温双罐熔盐储热中试平台,两座米白色熔盐罐引人注目。这两座盐罐,一座是高温罐、一座是低温罐,它们占据了实验室的主要空间,宛若两座敦实的“能量塔”。

  此时正值深秋,室外凉意渐浓,但正在运行的熔盐储热系统却把室内烘得暖意融融。

  “这是我们自主研发的熔盐‘超级充电宝’。”华北电力大学动力工程系副教授董新宇介绍,在新型电力系统加速构建的背景下,熔盐储能正成为支撑煤电灵活转型的重要技术路线。它可在机组非顶峰时段将富余蒸汽的热能储存起来,在顶峰时段释放热能产生蒸汽,既保障工业供热,又提升发电能力。

  把电能转化为热能存入熔盐,电加热器是核心装备。但目前国内主流设备输入电压等级为690伏低压配置,熔盐最高只能加热到400℃,蒸汽参数和发电效率偏低,成为大规模应用堵点。

  董新宇说,瞄准这一瓶颈,团队研制的高电压(10 kV)高参数电极熔盐电加热器,既无需变压器多级变压,又可将熔盐加热至560℃,使蒸汽参数和发电效率大幅提升。此外,配套研发的瞬态熔盐蒸汽发生器系统,可实现分钟级快速补汽,有效提升了煤电调峰深度与快速变负荷能力。

  目前,该技术已落地国家能源集团华北电力有限公司廊坊热电厂开展工程示范,预计年底完成全工况调试。

  产业出题,实验室答题。靠实打实的技术攻坚,将“卡脖子”清单变成攻关清单,类似的故事正在燕赵电力实验室接连上演。

  河北风光热资源富集,可再生能源装机占比超七成,在加快建设新型电网,推动传统煤电低碳改造、新能源高效利用、高端电力装备国产化等方面,基础扎实、潜力巨大。

  立足全省能源结构转型的现实需求,2024年12月,燕赵电力实验室正式启动筹建,担起破解产业技术瓶颈的重任。

  作为我省启动建设的第4家燕赵系列实验室,该实验室由省科技厅主导,保定市政府主建,华北电力大学牵头,联合国网河北省电力有限公司、河北工业大学等优势力量共建。

  “实验室的核心使命,就是紧扣国家能源强国和‘双碳’战略部署,破解能源电力转型瓶颈,支撑河北新型能源强省建设。”燕赵电力实验室副主任耿江海表示,这就决定了实验室不是关起门来写论文、做研究,而是打开大门解难题、促转化。哪里有“卡脖子”的痛点,哪里就是实验室攻关的靶心。

  聚焦“源、网、荷、储”四大核心方向,实验室将产业一线的“问题清单”转化为科研攻关的“任务清单”,让科研始终扎根产业现场、直面技术堵点。

  近日,燕赵电力实验室的成果展厅,新增了一枚金灿灿的奖牌。

  这是第51届日内瓦国际发明展的金奖奖牌,获奖项目为燕赵电力实验室、华北电力大学、中国电力科学研究院有限公司联合完成的《基于电致发光效应的绝缘子自识别检测技术研究》。

  “这项创新检测方法,解决了传统手段难以精准识别输电线路复合绝缘子内部早期潜伏缺陷的难题。”作为该项目主要负责人,耿江海说,绝缘子是输电线路的关键部件,依靠传统的红外、紫外及人工带电巡检很难检测出其内部缺陷,极易埋下安全隐患。

  面对这一“看不见”的难题,研究团队另辟蹊径。

  “既然缺陷藏得深,那就让它自己‘亮’出来。”耿江海介绍,他们将电致发光材料与绝缘子状态感知相结合,通过缺陷引起的局部电场畸变诱导材料发光,对缺陷部位进行精准识别与定位,让输电线路绝缘子的隐蔽缺陷首次实现了可视化与智能化诊断。

  从“不可见”到“可见”,从靠经验判断到凭数据诊断,就这样,又一个曾经横亘在产业面前的“卡脖子”难题被攻克,电网安全又多了一道坚实防线。

  单点突破聚成合力,持续攻关换来满满实绩。

  自批准筹建以来,燕赵电力实验室累计承担科研项目193项,突破关键核心技术8项,3项产品实现国内首发,技术优势正源源不断转化为河北新型能源强省建设的创新动力。

  10月19日,在燕赵电力实验室中试基地高温双罐熔盐储热中试平台,科研人员正在检测设备运行情况。  河北日报记者 周聪聪摄

  “两张清单”牵线,实现供需“面对面”

  在燕赵电力实验室的技术展示专区,“打头阵”的是一项名为固态变压器的关键技术。展示台上,一台泛着金属光泽的实验原型机,大小、形状和家用台式电脑主机箱相差无几。

  “这个盒子叫固态变压器,是专门为大型数据中心这样的大负荷场景研发的新型供电装备。”华北电力大学电力工程系教师付超介绍,随着数据中心供电需求增加,传统数据中心供电系统面临两大难题,一是供电损耗居高不下;二是负荷波动对电网冲击剧烈。一座吉瓦级数据中心一旦出现负荷剧烈波动,甚至会造成主网因振荡而停运。

  固态变压器恰好能对症下药。采用高压直流供电方案后,在整条供电链路中,它可将整体效能提升2至3个百分点,折算到一座吉瓦级数据中心,每小时能节省上万度电。同时,设备可实现功率双向支撑,既能保障数据中心持续稳定供电,还能在电网出现扰动时快速介入,开展无功补偿、平抑电压波动和功率振荡抑制。

  付超说,该产品由团队与保定一家传统变压器企业共同研发,目前正处于样机测试阶段。

  “算力产业蓬勃兴起,算电协同已是大势所趋。”付超说,这场校企携手,既让研究成果走出实验室,也推动企业产品向智能电力装备迭代升级,在大算力时代抢占先机。

  科研成果“锁在实验室”、企业技术难题无处求解,是行业长期存在的痛点。如何破解?燕赵电力实验室以供需两端“面对面”给出答案。

  耿江海介绍,实验室打破高校科研与产业市场脱节的壁垒,建立独立管理体制,实行“校内+校外”双轨运行。校内发挥学科人才优势,侧重技术攻关;校外与企业深度融合,负责成果转化。

  在此基础上,为了让对接更精准、更高效,实验室进一步探索出“两张清单”双向对接机制。

  耿江海解释,“两张清单”即企业需求清单和平台技术供给清单,意在推进科技创新和产业创新深度融合。

  这一探索,始于燕赵电力实验室与保定天威线材制造有限公司的一次合作。

  漆包扁线是大型变压器的关键材料,保定线材曾长期受漆膜厚度不均困扰。2024年12月,经保定市科技部门牵线,燕赵电力实验室与天威线材联合攻关,成功研发出绿色高效数字环保漆包生产线,企业产品合格率提升到99%以上,生产能耗降低20%。

  “这次成功让我们意识到,单靠‘偶遇式’对接效率太低,必须建立常态化通道,让企业的共性需求与实验室的储备技术能够双向直达。”耿江海说,2025年11月,燕赵电力实验室牵头制定两套动态清单,一头归集企业生产堵点,一头梳理平台科创储备,方便供需双方快速对接、精准匹配。

  当时,实验室组建了8个领域科技服务团,搭建起“一企一特派员+一项目一团队”服务模式,深入400多家涉电企业摸底,共梳理各类技术需求89项;同时,利用高校科研项目、专利技术、研发团队资源,整理出多源发电协调优化、电网安全防御与输变电装备等4大领域共200项科研成果。

  “两张清单”让需求与供给精准对接,越来越多企业也从清单上找到了属于自己的转型切口。

  近日,燕赵电力实验室正式发布创新供给清单与应用场景清单,面向行业开放核心技术能力并发布产业合作需求。

  “目前,实验室梳理创新成果覆盖新能源电力系统全链条,应用场景30项,涵盖新能源发电、电网安全防御等领域。”耿江海介绍,接下来,实验室将继续坚持“以产业真问题驱动科研真创新,以开放真协同推动成果真转化”,持续完善“两张清单”动态匹配机制,推动科技创新和产业发展从单向供给向双向互动升级、从项目对接向生态共建延伸。

  10月19日,在燕赵电力实验室中试基地,工作人员正在介绍由新型复合绝缘装备中试平台研发的玄武岩纤维电杆。 河北日报记者 周聪聪摄

  中试赋能,打造成果转化“加速器”

  用玄武岩做成的电杆,你见过吗?

  10月21日,在燕赵电力实验室中试基地新型复合绝缘装备中试平台门口,记者见到了两根特殊的电杆。它不是常见的浅灰色,而是通体黑色,材质不是钢筋水泥,而是由玄武岩纤维缠绕成型的中空管状结构,外覆防腐涂层。

  “传统水泥电杆重达1.2吨,不仅搬运不便,在台风等极端强风下还容易折断,而同等大小玄武岩纤维电杆不仅抗拉、抗弯度更好,重量也只有200公斤,特别适合应急抢险和山区交通不便地区。”华北电力大学电力工程系教授刘贺晨介绍,该研究是利用河北丰富的玄武岩矿产资源,针对电力装备轻量化、高韧性需求研发出的新型复合绝缘材料。

  从实验室的“金点子”到生产线的“硬产品”,中试放大是绕不开的关键一步。得益于这个中试实验室的存在,刘贺晨团队的研究没有仅仅停留在纸面上。

  走进试验区域,两大卷玄武岩纤维静静摆在操作台,如同一缕缕棕褐色发丝,场地中央横置着一台长度五六米的履带式牵引拉挤机。细密的“头发丝”浸润树脂之后,就会被输送到这台机器,加工为复合绝缘材料。

  刘贺晨说,围绕芯棒成型、注射成型、压接装配及纤维卷绕等关键工艺,团队在这里重点开展玄武岩纤维复合芯棒、轻质复合绝缘支柱和复合电杆等新型复合绝缘装备的中试验证开发,为相关产品研发优化、工艺放大与工程应用提供技术支撑。

  依托成熟的中试验证,团队已联合易县熔石玄武岩有限公司、四川谦宜复合材料有限公司等合作开展电力专用玄武岩纤维研发,携手河北康博、冀开电力等合作开展玄武岩纤维芯棒研制。

  中试,是科技成果从“实验室”走向“生产线”的关键环节,也是破解科研与产业“两张皮”的重要抓手。

  瞄准这一环节,燕赵电力实验室统筹布局实体化中试基地,打造了熔盐储热、烟气碳捕集、电工新材料与装备、安全灵活交流输配电装备、高性能电磁线制造、电力装备高端检测等六大中试平台,完整承接从小试验证、原理样机研发、样品检验检测、工艺中试放大到科技成果产业孵化的全链条创新工作。

  作为公共创新平台,该中试基地在满足自有攻关成果研发需求之外,还面向能源电力装备产业链企业提供一站式检研技术服务。

  10月19日,电力装备高端检测平台的3米法电波暗室内,一台蠕动泵正接受辐射抗扰度测试。暗室四面墙壁及天花板铺满尖劈形吸波材料,构成安静密闭的测试空间。

  “这是保定唯一对外开放的电磁兼容专业测试场地。”耿江海介绍,除3米法电波暗室,电力装备高端检测平台还设有功能试验区、电磁兼容试验区、机械性能试验区等五大试验区,累计投资2000余万元,配备国内外先进设备160多台套,可验证产品在各种复杂工况下的运行可靠性。

  该平台已取得CNAS实验室认可和CMA资质认定双重资质,出具的检测数据和报告全国通用、国际互认。

  就近可及的专业检测能力,让不少本地企业受益。

  正在接受测试的蠕动泵,来自保定兰格恒流泵有限公司。该公司技术部经理李睿介绍,作为一家专精特新“小巨人”企业,公司主要从事蠕动泵、注射泵等精密流体传输类设备的研发与生产。产品研发中涉及大量电磁及可靠性检测。

  “过去到外地开展检测,通常需要提前排期。如果测试过程中发现问题,还需要结合研发进度进一步分析和验证,往返沟通会拉长产品研发验证周期。”李睿说,如今实验室就在“家门口”,既省去长途奔波的成本,也压缩了等待周期。产品研发过程中发现的问题能够更快进入测试、分析和再验证环节,有助于缩短研发验证周期。

  不过,李睿更看重的是检测附加的技术支撑。他说,依托华北电力大学科研积淀,检测人员在出具结果时,常会帮着分析超限原因,建议优化路径,让企业少走了很多弯路。

  去年,公司与平台签订年度技术服务协议,将电磁兼容测试纳入产品研发验证过程。眼下,双方正在商量续签,计划把振动、跌落、温升等可靠性测试加进来。

  这样的创新红利,正在惠及越来越多产业链主体。目前,该平台已服务保定及周边500余家企业,缩短中小企业研发周期30%以上,带动企业增收5000余万元。

  靶心对准产业痛点,清单联通供需两端,中试托举成果落地……层层打通创新全链条,燕赵电力实验室正加速为河北电力产业“充电续航”,让更多创新成果在产业一线“并网”落地。

  耿江海说,下一步,实验室将围绕“源、网、荷、储”四大方向持续深耕,精准对接河北电力装备制造、新能源开发等产业需求,为破解储能效率提升、电网柔性调控等共性难题提供系统性解决方案,推动能源及电力产业向智能化、绿色化、融合化升级,为河北绿色低碳转型发展注入新动能。(文/河北日报记者 周聪聪)

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责任编辑:郑光昊
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