近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)有限公司圍繞數(shù)字中國(guó)建設(shè)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)，著力推動(dòng)數(shù)字技術(shù)與能源技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，加快電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司落實(shí)公司部署，在電網(wǎng)材料專(zhuān)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面開(kāi)展了多項(xiàng)創(chuàng)新實(shí)踐，持續(xù)提升電網(wǎng)設(shè)備防腐蝕數(shù)字化水平，構(gòu)建數(shù)字換流站材料平臺(tái)，推進(jìn)電工材料數(shù)字化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，為電網(wǎng)建設(shè)提質(zhì)增效貢獻(xiàn)力量。

電網(wǎng)關(guān)鍵材料腐蝕數(shù)字地圖

支撐設(shè)備防護(hù)治理

設(shè)備防護(hù)治理對(duì)保障電網(wǎng)安全運(yùn)行、助推電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展至關(guān)重要。據(jù)國(guó)網(wǎng)智研院調(diào)研，公司經(jīng)營(yíng)區(qū)域每年因腐蝕造成的設(shè)備折舊、維護(hù)等直接費(fèi)用不菲。掌握國(guó)內(nèi)環(huán)境腐蝕等級(jí)，繪制電網(wǎng)關(guān)鍵材料腐蝕數(shù)字地圖，構(gòu)建差異化設(shè)計(jì)、合理化選材的科學(xué)防腐蝕體系，能為電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行提供有力支撐。

2018年起，在國(guó)網(wǎng)設(shè)備部的統(tǒng)籌組織下，國(guó)網(wǎng)智研院聯(lián)合公司27家省級(jí)電力公司，建立了2393個(gè)大氣腐蝕試驗(yàn)站和5167個(gè)土壤腐蝕試驗(yàn)站，開(kāi)展了世界最大規(guī)模的腐蝕數(shù)據(jù)觀測(cè)和積累，繪制出電網(wǎng)關(guān)鍵材料腐蝕數(shù)字地圖，開(kāi)發(fā)了電網(wǎng)腐蝕防護(hù)數(shù)據(jù)平臺(tái)。平臺(tái)融合電網(wǎng)關(guān)鍵材料腐蝕數(shù)字地圖、腐蝕數(shù)據(jù)庫(kù)、防腐蝕標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備服役評(píng)價(jià)和壽命預(yù)測(cè)等功能，助力形成了集腐蝕地圖定級(jí)、差異設(shè)計(jì)選材、壽命評(píng)估預(yù)測(cè)于一體的防腐蝕應(yīng)用體系。

依托電網(wǎng)腐蝕防護(hù)數(shù)據(jù)平臺(tái)和相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)網(wǎng)智研院對(duì)電網(wǎng)設(shè)備開(kāi)展差異化防腐蝕維護(hù)及治理工作，形成了總部—省級(jí)電力公司—地市級(jí)供電公司的腐蝕防護(hù)工作體系。

±800千伏白鶴灘—江蘇特高壓直流輸電工程、1000千伏南昌—長(zhǎng)沙特高壓交流工程、1000千伏荊門(mén)—武漢特高壓交流輸變電工程按照電網(wǎng)關(guān)鍵材料腐蝕數(shù)字地圖和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，針對(duì)處于重腐蝕地區(qū)的線路制訂差異化防腐措施，有效提升了設(shè)備應(yīng)對(duì)重腐蝕環(huán)境的能力。此外，相關(guān)成果為國(guó)網(wǎng)新源浙江寧海抽水蓄能電站、南方電網(wǎng)昆柳龍直流工程等在防腐設(shè)計(jì)、基建選材、腐蝕評(píng)估等方面提供了支持。

2022年，電網(wǎng)關(guān)鍵材料腐蝕數(shù)字地圖相關(guān)成果通過(guò)了中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)組織的科技評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)委員會(huì)一致認(rèn)為該成果填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外研究空白，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，可為我國(guó)各重要行業(yè)提供相關(guān)數(shù)據(jù)及技術(shù)支持，有助于解決長(zhǎng)期困擾國(guó)內(nèi)鐵路、通信、石油、橋梁、建筑等行業(yè)的設(shè)備防腐蝕難題，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

今年2月底，國(guó)網(wǎng)智研院利用電網(wǎng)關(guān)鍵材料腐蝕數(shù)字地圖為±800千伏隴東—山東特高壓直流輸電工程的1565基輸電鐵塔提供了數(shù)據(jù)支撐，助力工程建設(shè)。該院正在深化數(shù)字地圖應(yīng)用、完善腐蝕防護(hù)平臺(tái)等方面發(fā)力，力爭(zhēng)進(jìn)一步提升電網(wǎng)設(shè)備防腐蝕數(shù)字化水平。

數(shù)字換流站材料平臺(tái)

助力提升換流站關(guān)鍵設(shè)備可靠性

國(guó)網(wǎng)特高壓直流工程應(yīng)用了大量電工專(zhuān)用、特種關(guān)鍵材料。材料的合理選擇和處置直接影響站內(nèi)設(shè)備的安全、質(zhì)量和成本，需要建設(shè)面向電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的材料級(jí)數(shù)字化研究與應(yīng)用平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)材料研發(fā)、生產(chǎn)制造、運(yùn)行服役、材料故障、退役報(bào)廢等全過(guò)程掌控。

當(dāng)前，公司正在推進(jìn)數(shù)字換流站建設(shè)，以設(shè)備狀態(tài)、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、專(zhuān)業(yè)管理全鏈條數(shù)字化為目標(biāo)，逐漸形成換流站高效統(tǒng)一管理流程，為電網(wǎng)安全高效運(yùn)行提供有力保障。數(shù)字換流站建設(shè)中關(guān)鍵設(shè)備和材料的全過(guò)程技術(shù)監(jiān)督工作需要數(shù)字化管控平臺(tái)的支撐，亟須進(jìn)一步推動(dòng)關(guān)鍵材料數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和數(shù)字化，建立數(shù)字換流站材料設(shè)備平臺(tái)及材料級(jí)故障知識(shí)庫(kù)和培訓(xùn)體系，驅(qū)動(dòng)設(shè)備關(guān)鍵材料產(chǎn)業(yè)升級(jí)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，進(jìn)一步提升設(shè)備可靠性。

今年5月，國(guó)網(wǎng)設(shè)備部組織開(kāi)展數(shù)字換流站各類(lèi)設(shè)備平臺(tái)建設(shè)工作。國(guó)網(wǎng)智研院基于在前期承擔(dān)的國(guó)家級(jí)和公司級(jí)重大科技項(xiàng)目中積累的豐富經(jīng)驗(yàn)與檢測(cè)數(shù)據(jù)，配合國(guó)網(wǎng)設(shè)備部開(kāi)展材料平臺(tái)建設(shè)工作。國(guó)網(wǎng)智研院將換流變壓器鐵心硅鋼片、金具以及閥門(mén)密封件等關(guān)鍵材料引入數(shù)字換流站系統(tǒng)，深入了解相關(guān)材料在設(shè)備中的部署位置與結(jié)構(gòu)形式，編制相關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，并對(duì)關(guān)鍵設(shè)備部件進(jìn)行三維建模，將相關(guān)材料與三維模型掛接，實(shí)現(xiàn)三維場(chǎng)景、關(guān)鍵數(shù)據(jù)、臺(tái)賬信息的數(shù)字化呈現(xiàn)，輔助生產(chǎn)運(yùn)維人員更直觀地掌握關(guān)鍵材料的技術(shù)參數(shù)及性能指標(biāo)。

為進(jìn)一步推進(jìn)材料平臺(tái)開(kāi)發(fā)，7月底，國(guó)網(wǎng)智研院與北京中電普華信息技術(shù)有限公司、國(guó)網(wǎng)冀北超高壓公司開(kāi)展材料平臺(tái)（站端）需求調(diào)研并形成需求分析報(bào)告。8月25日，該院與合作單位北京云道智造科技有限公司研討材料平臺(tái)仿真模擬工作、張北柔直工程中都換流站設(shè)備信息與設(shè)備入場(chǎng)性能檢測(cè)數(shù)據(jù)映射工作。

國(guó)網(wǎng)智研院正逐步深化開(kāi)展材料數(shù)字化工作，對(duì)關(guān)鍵材料的出廠和入場(chǎng)性能參數(shù)、故障案例收集等材料數(shù)據(jù)做好全過(guò)程管理，為關(guān)鍵材料全壽命及老化性能分析提供數(shù)據(jù)、算法和業(yè)務(wù)支撐。

電工材料基因工程數(shù)據(jù)庫(kù)

輔助材料數(shù)字化設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)

傳統(tǒng)材料研發(fā)模式往往依賴實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、成本高。材料基因工程技術(shù)作為先進(jìn)材料開(kāi)發(fā)的一種新模式，可以加速新材料的研發(fā)和應(yīng)用進(jìn)程。其基本理念是采用理性設(shè)計(jì)、高效實(shí)驗(yàn)、大數(shù)據(jù)技術(shù)相互融合、協(xié)同創(chuàng)新的方法，通過(guò)突破高通量計(jì)算設(shè)計(jì)、高通量制備和表征以及專(zhuān)用材料數(shù)據(jù)庫(kù)及大數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵技術(shù)，強(qiáng)化材料發(fā)現(xiàn)、研發(fā)、制造、應(yīng)用各階段的數(shù)據(jù)交流，縮短新材料研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

國(guó)網(wǎng)智研院積極探索采用材料基因工程模式進(jìn)行新型電工材料開(kāi)發(fā)，與耶魯大學(xué)、加州大學(xué)圣地亞哥分校、北京科技大學(xué)、華中科技大學(xué)等國(guó)內(nèi)外高校合作，開(kāi)展材料基因工程數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)和材料基因工程在電工新材料上的應(yīng)用研究；搭建了多源異構(gòu)材料數(shù)據(jù)有機(jī)融合的電工材料基因工程數(shù)據(jù)庫(kù)，整合能源材料、合金材料、復(fù)合材料等電工材料計(jì)算和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)30余萬(wàn)條，數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò)中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)認(rèn)證；搭建了聚烯烴絕緣材料計(jì)算數(shù)據(jù)集，優(yōu)化計(jì)算算法，構(gòu)建高通量計(jì)算篩選流程，以此指導(dǎo)設(shè)計(jì)兼具優(yōu)良電學(xué)特性和加工特性的絕緣材料。

今年1到5月，國(guó)網(wǎng)智研院項(xiàng)目組基于電工材料基因工程數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)展了電池電極材料數(shù)據(jù)挖掘和可視化研究，揭示了電極材料構(gòu)效關(guān)系。國(guó)網(wǎng)智研院將深化材料基因工程理念應(yīng)用，融合數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)、數(shù)字孿生、“數(shù)據(jù)庫(kù)+數(shù)字建模”等核心技術(shù)，進(jìn)一步推進(jìn)高性能電工材料智能化設(shè)計(jì)和高效率開(kāi)發(fā)。

（楊丙坤 尹航 王博）