從特高壓輸電到新能源消納，每一項技術突破的背后，都凝聚著科技工作者的智慧與堅守。張棟，一位在輸變電裝備領域深耕三十余載的“開拓者”，帶領團隊攻克多項世界級技術難題，用一次次“0到1”的突破，推動中國電力裝備制造從引進吸收走向自主創新。今天，讓我們走近這位“特高壓攀登者”，聆聽他與團隊如何用創新打破桎梏，勇攀技術高峰的故事。

張棟，中國電氣裝備所屬保變電氣副總工程師，享受國務院政府特殊津貼專家，全國裝備制造業調整和振興規劃立功競賽先進個人、國際大電網CIGRE B3中國國家委員會委員、全國變壓器標準化技術委員會（SAC/TC44）委員，正高級工程師。

三十余年來，張棟始終專注于輸變電裝備研發，帶領團隊深耕特高壓電力裝備技術前沿，在特高壓現場組裝式變壓器、大容量電抗器、移相變壓器等關鍵設備領域實現系統性創新突破，成功破解了特高壓裝備小型化、輕量化、低損耗、高可靠性等多項技術難題，為我國電力裝備技術進步作出重要貢獻。

 勇于創新，“卡脖子”技術難題的破局者

在構建全球能源互聯網的版圖中，特高壓并聯電抗器猶如電力系統的“心臟穩壓器”，承載著超遠距離、超大容量電網安全運行的重要戰略使命，如同精密調控的“能量平衡儀”，通過對千公里級輸電走廊進行無功補償和穩定電壓，構筑起保障新型電力系統穩定的核心防線。因此，開展特高壓并聯電抗器關鍵技術的研究，成為特高壓輸電工程建設的核心工作之一。

 長期以來，大容量特高壓并聯電抗器，行業內采用的結構主要是“雙柱式結構”和“雙器身結構”，這種設計結構的電抗器體積大、運輸重、損耗高，而且容易受到現場運輸安裝條件的制約。面對特高壓并聯電抗器設計技術難題，張棟帶領團隊突破傳統設計思路，創新采用單柱結構進行設計，在全面總結500千伏、750千伏級并聯電抗器設計和制造經驗的基礎上，運用先進的設計研發與仿真分析工具，持續深化電抗器電氣性能與機械結構設計的協同優化，并開展多輪次迭代驗證與反復校核，攻克了特高壓絕緣、局部過熱、振動和噪音等領域的多項技術難題。

時間回溯到16年前，2009年深冬，保變電氣的試驗大廳內燈火通明。張棟和他的團隊正在進行關鍵測試，他們全程跟蹤每個試驗環節，從基礎測試到最后的溫升后振動噪聲測量。當最終數據確認達標時，他們懸著的心才放下來。這一刻，多年來的心血終于結出了碩果，全球首臺240Mvar/1000千伏單柱式特高壓電抗器研制成功，標志著我國在特高壓技術領域取得重要進展。

相對于傳統的同容量雙柱結構產品，張棟主持研制成功的240Mvar/1000千伏單柱式特高壓電抗器，在輕量化、低損耗方面實現了重大技術突破，較原有設計重量減輕17%、損耗降低15.6%，具有損耗低、體積小、外觀精良、性能優越等顯著優點，可以保證產品長期安全穩定運行。2010年12月，《BKDF-240000/1000并聯電抗器》技術創新成果順利通過國家能源局組織的科技成果鑒定，鑒定專家一致認為：“產品結構合理，技術性能先進，產品的成功研制標志著我國國產特高壓輸變電并聯電抗器的設計制造技術達到了國際先進水平。”

然而，創新之路并非坦途，始終伴隨著理論突破的陣痛與實踐驗證的重重考驗。特高壓并聯電抗器的單柱設計方案因結構創新較大，曾引發行業對其安全可靠性的討論，畢竟這是特高壓工程，因此，并沒有第一時間掛網運行，直到2012年9月25日，保變電氣自主研制的240Mvar/1000千伏單相單柱特高壓電抗器在皖電東送淮南至上海特高壓交流工程正式掛網運行，投運以來運行狀態良好，各項指標穩定，為工程安全運行提供了有力保障，最終獲得用戶及行業專家的充分肯定。

后續，該技術創新成果又相繼應用于淮南—南京—上海1000千伏交流特高壓輸變電工程、駐馬店—南陽1000千伏特高壓交流工程、南昌—長沙1000千伏特高壓交流工程、張北—雄安1000千伏特高壓工程等多個國家重點項目，為國家重大電力工程建設提供了重要的技術裝備支撐。目前，特高壓并聯電抗器單柱設計技術已成為1000千伏高抗設計首推標準。

 勇攀高峰，特高壓設備世紀運輸難題的破解者

我國自然能源中心和用電負荷中心呈天然逆向分布，能源豐富地區遠離經濟發達地區，發展遠距離、大容量、低損耗的特高壓輸電技術成為解決我國能源版圖“西豐東缺”問題的必然選擇。然而，自然資源豐富的西部地區，多以高原、山地、峽谷等復雜地形地貌為主，導致電力設備的應用場景十分復雜，給電力設備的運輸帶來了嚴峻挑戰。

特高壓設備造出來了，如何運到雪域高原、荒漠戈壁、高山峽谷等自然環境惡劣、交通條件受限的偏遠地區？

這個看似簡單的問題，曾讓無數電力人夜不能寐。常規特高壓交流變壓器單體運輸質量超過350噸，相當于70頭成年非洲象的重量，運輸尺寸尤其是高度嚴重受限，一般不超過5米，這些制約因素直接影響特高壓工程建設。如何有效降低特高壓設備大件運輸難度和成本，實現大容量特高壓變壓器的解體運輸以及高效可靠的現場組裝，成為特高壓工程建設亟待解決的難題。

面對這些困境，張棟帶領團隊迎難而上，經過10余年潛心研究、集智攻關，在新技術、新工藝、新設備、新應用上開展了一系列原始創新。早在2009年立項攻關之初，張棟就制定了“原型樣機—商業產品”兩步走的技術路線，構筑起貫穿技術研發與市場轉化的完整閉環。

在原型樣機階段，張棟按照“整體樣機—局部解體—完全解體”的思路，逐步深入開展1500兆伏安/1000千伏變壓器關鍵技術攻關和樣機研制，重點解決樣機容量增大帶來的電、磁、力、熱等問題，推進局部解體和完全解體方案的設計、工藝、運輸、試驗驗證以及可靠性和可行性研究，最終形成解體、運輸、組裝、試驗等一整套核心技術體系。2011年12月，1500兆伏安/1000千伏特高壓交流變壓器樣機順利通過所有試驗，單柱容量達到500兆伏安，是以往整體運輸1000兆伏安特高壓變壓器單柱容量333.4兆伏安的1.5倍。2012年8月，在中國機械工業聯合會組織的新產品技術鑒定會上，專家組一致認為“產品結構合理，具有局放、損耗和噪聲低等特點，屬國際首創，主要技術性能指標達到國際領先水平?！?/span>

首階段技術驗證成功后，張棟沒有停下研究的腳步，一刻不停地投入到第二階段的課題攻關之中。為解決運輸難題，他首創了基于模塊化的現場組裝式特高壓變壓器設計理念，提出“五模塊”解構技術，將特高壓變壓器這個龐然大物“化整為零”，拆解成油箱、鐵心、引線、器身、組件五大核心模塊，最終使最大單件重量從常規的350噸降至80噸以下，用普通重卡就能翻山越嶺運抵工程現場，使偏遠地區特高壓建設成為可能。

在他的帶領下，2016年6月，1000兆伏安/1000千伏可拆卸式現場組裝變壓器在保變電氣一次試驗成功，2017年8月，在榆橫—濰坊特高壓交流輸變電工程晉中站實現掛網運行，成為世界首臺正式投入商業運行的1000兆伏安/1000千伏現場組裝變壓器。該產品的研制成功，標志著企業具備了完整的可整體運輸、解體運輸的特高壓變壓器產品，進一步推動特高壓設備向小型化、輕量化方向轉型升級。2020年11月，項目成果通過國家級新產品技術鑒定，綜合性能指標達到同類產品的國際領先水平。

勇擔重任，新能源消納新路徑的破題者

隨著分布式電源大規模并網，新能源外送通道潮流時空分布不均衡特征日益凸顯，電網運行工況日趨復雜多變，輸電通道受阻、輸送能力受限等情況時有發生，對電網運行安全性、經濟性帶來新的挑戰，新能源消納已成為電力行業亟待解決的關鍵技術難題。為提升電網潮流調控能力和新能源消納水平，2017年，我國建成世界首條500千伏統一潮流控制示范工程。該項目通過電力電子設備實現對電網潮流精準調控，然而在實際運行中，高昂的運維成本讓這條“電力主動脈”在市場推廣方面存在重重困難。面對新能源快速發展的現實需求，探索經濟高效的電網升級路徑，成為行業迫切需要解決的問題。

面對新能源消納的困境，張棟帶領團隊獨辟蹊徑，充分運用保變電氣在移相變壓器領域國內獨有的成熟技術，創新提出“電力路由器”的理念——即通過移相變壓器動態調節潮流分布，實現新能源就地消納。移相變壓器作為一種經濟高效的電網潮流控制裝置，具有占地面積小、運維簡便等優勢，可靈活調節電能傳輸的大小和方向，將新能源輸送至電能消耗集中區域，設備的造價不足同等電壓等級統一潮流控制器的十分之一。

2023年，中國首臺110千伏骨干網架潮流控制用移相變壓器在揚州成功投運，填補了國內空白，標志著這一技術從理論走向實踐的重大突破。這個“智慧大腦”基于分體分布式開關技術，采用雙芯IIId/YNyn接線、雙器身單油箱結構，可實現平安、安宜變電站合環運行，通過移相器的調節，將平安變電站新能源直接輸送至安宜變電站負荷中心消納，減少新能源倒送，并消除兩側主變重載，提升新能源就地消納能力超過10萬千瓦，相當于當地總用電負荷的16%，為后續移相變壓器在國內電網中的大規模推廣應用起到了示范作用。

2024年1月，張棟帶領團隊再接再厲，研制成功擁有完全自主知識產權的中國首臺80兆伏安/110千伏單芯式移相變壓器，填補了國內低電壓移相變壓器技術空白。該產品采用單芯式角接六邊形接線方式，提出了全新的拓撲結構，解決了電網因分布式光伏高比例接入造成的潮流反送、電壓越限、線損增加等多項技術難題。產品成功應用于河北正定110千伏叩村變電站，該變電站由110千伏單芯式移相變壓器和35千伏單芯式移相變壓器組成，可精準判斷、定量調節線路上新能源反送潮流，實現余缺互濟，提升新能源消納規模?；谠摷夹g創新和應用成效，團隊研發的新型高可靠110千伏移相器成套技術及關鍵裝備入選2024年國家第四批能源領域首臺（套）重大技術裝備。

與此同時，張棟團隊與河北電科院、江蘇電科院合作完成《液浸式移相變》《移相變壓器的應用、規范及試驗導則》兩項國家標準，進一步完善了我國柔性電網控制技術體系，為解決我國新能源消納問題提供了新路徑。

從特高壓電抗器到現場組裝式變壓器，再到新能源消納“電力路由器”，張棟用一項項創新成果詮釋著央企人的責任擔當。多年來，他始終扎根科研一線，全身心投入技術研發、科技創新和短板攻堅工作，為推動我國電力裝備制造業高質量發展作出了重要貢獻。展望未來，張棟將帶領團隊緊抓“雙碳”戰略機遇，以科技報國的初心持續突破，聚力“卡脖子”難題突破，賦能產業發展，用自主創新的硬實力護航大國重器，助力集團公司加快建設世界一流智慧電氣裝備集團。