近年來，國家電網(wǎng)有限公司圍繞數(shù)字中國建設和新型電力系統(tǒng)建設，著力推動數(shù)字技術與能源技術、數(shù)字經(jīng)濟與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，加快電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。國網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院有限公司落實公司部署，在電網(wǎng)材料專業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型方面開展了多項創(chuàng)新實踐，持續(xù)提升電網(wǎng)設備防腐蝕數(shù)字化水平，構建數(shù)字換流站材料平臺，推進電工材料數(shù)字化設計開發(fā)，為電網(wǎng)建設提質(zhì)增效貢獻力量。

電網(wǎng)關鍵材料腐蝕數(shù)字地圖

支撐設備防護治理

設備防護治理對保障電網(wǎng)安全運行、助推電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展至關重要。據(jù)國網(wǎng)智研院調(diào)研，公司經(jīng)營區(qū)域每年因腐蝕造成的設備折舊、維護等直接費用不菲。掌握國內(nèi)環(huán)境腐蝕等級，繪制電網(wǎng)關鍵材料腐蝕數(shù)字地圖，構建差異化設計、合理化選材的科學防腐蝕體系，能為電網(wǎng)安全可靠運行提供有力支撐。

2018年起，在國網(wǎng)設備部的統(tǒng)籌組織下，國網(wǎng)智研院聯(lián)合公司27家省級電力公司，建立了2393個大氣腐蝕試驗站和5167個土壤腐蝕試驗站，開展了世界最大規(guī)模的腐蝕數(shù)據(jù)觀測和積累，繪制出電網(wǎng)關鍵材料腐蝕數(shù)字地圖，開發(fā)了電網(wǎng)腐蝕防護數(shù)據(jù)平臺。平臺融合電網(wǎng)關鍵材料腐蝕數(shù)字地圖、腐蝕數(shù)據(jù)庫、防腐蝕標準、設備服役評價和壽命預測等功能，助力形成了集腐蝕地圖定級、差異設計選材、壽命評估預測于一體的防腐蝕應用體系。

依托電網(wǎng)腐蝕防護數(shù)據(jù)平臺和相關技術標準，國網(wǎng)智研院對電網(wǎng)設備開展差異化防腐蝕維護及治理工作，形成了總部—省級電力公司—地市級供電公司的腐蝕防護工作體系。

±800千伏白鶴灘—江蘇特高壓直流輸電工程、1000千伏南昌—長沙特高壓交流工程、1000千伏荊門—武漢特高壓交流輸變電工程按照電網(wǎng)關鍵材料腐蝕數(shù)字地圖和相關標準要求，針對處于重腐蝕地區(qū)的線路制訂差異化防腐措施，有效提升了設備應對重腐蝕環(huán)境的能力。此外，相關成果為國網(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計、基建選材、腐蝕評估等方面提供了支持。

2022年，電網(wǎng)關鍵材料腐蝕數(shù)字地圖相關成果通過了中國腐蝕與防護學會組織的科技評價。評價委員會一致認為該成果填補了國內(nèi)外研究空白，整體技術達到國際領先水平，可為我國各重要行業(yè)提供相關數(shù)據(jù)及技術支持，有助于解決長期困擾國內(nèi)鐵路、通信、石油、橋梁、建筑等行業(yè)的設備防腐蝕難題，具有良好的推廣應用前景。

今年2月底，國網(wǎng)智研院利用電網(wǎng)關鍵材料腐蝕數(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。該院正在深化數(shù)字地圖應用、完善腐蝕防護平臺等方面發(fā)力，力爭進一步提升電網(wǎng)設備防腐蝕數(shù)字化水平。

數(shù)字換流站材料平臺

助力提升換流站關鍵設備可靠性

國網(wǎng)特高壓直流工程應用了大量電工專用、特種關鍵材料。材料的合理選擇和處置直接影響站內(nèi)設備的安全、質(zhì)量和成本，需要建設面向電網(wǎng)關鍵設備的材料級數(shù)字化研究與應用平臺，實現(xiàn)材料研發(fā)、生產(chǎn)制造、運行服役、材料故障、退役報廢等全過程掌控。

當前，公司正在推進數(shù)字換流站建設，以設備狀態(tài)、作業(yè)現(xiàn)場、專業(yè)管理全鏈條數(shù)字化為目標，逐漸形成換流站高效統(tǒng)一管理流程，為電網(wǎng)安全高效運行提供有力保障。數(shù)字換流站建設中關鍵設備和材料的全過程技術監(jiān)督工作需要數(shù)字化管控平臺的支撐，亟須進一步推動關鍵材料數(shù)據(jù)標準化、規(guī)范化和數(shù)字化，建立數(shù)字換流站材料設備平臺及材料級故障知識庫和培訓體系，驅(qū)動設備關鍵材料產(chǎn)業(yè)升級和關鍵技術攻關，進一步提升設備可靠性。

今年5月，國網(wǎng)設備部組織開展數(shù)字換流站各類設備平臺建設工作。國網(wǎng)智研院基于在前期承擔的國家級和公司級重大科技項目中積累的豐富經(jīng)驗與檢測數(shù)據(jù)，配合國網(wǎng)設備部開展材料平臺建設工作。國網(wǎng)智研院將換流變壓器鐵心硅鋼片、金具以及閥門密封件等關鍵材料引入數(shù)字換流站系統(tǒng)，深入了解相關材料在設備中的部署位置與結(jié)構形式，編制相關材料標準數(shù)據(jù)模型，并對關鍵設備部件進行三維建模，將相關材料與三維模型掛接，實現(xiàn)三維場景、關鍵數(shù)據(jù)、臺賬信息的數(shù)字化呈現(xiàn)，輔助生產(chǎn)運維人員更直觀地掌握關鍵材料的技術參數(shù)及性能指標。

為進一步推進材料平臺開發(fā)，7月底，國網(wǎng)智研院與北京中電普華信息技術有限公司、國網(wǎng)冀北超高壓公司開展材料平臺（站端）需求調(diào)研并形成需求分析報告。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仿真模擬工作、張北柔直工程中都換流站設備信息與設備入場性能檢測數(shù)據(jù)映射工作。

國網(wǎng)智研院正逐步深化開展材料數(shù)字化工作，對關鍵材料的出廠和入場性能參數(shù)、故障案例收集等材料數(shù)據(jù)做好全過程管理，為關鍵材料全壽命及老化性能分析提供數(shù)據(jù)、算法和業(yè)務支撐。

電工材料基因工程數(shù)據(jù)庫

輔助材料數(shù)字化設計開發(fā)

傳統(tǒng)材料研發(fā)模式往往依賴實驗和經(jīng)驗，研發(fā)時間長、成本高。材料基因工程技術作為先進材料開發(fā)的一種新模式，可以加速新材料的研發(fā)和應用進程。其基本理念是采用理性設計、高效實驗、大數(shù)據(jù)技術相互融合、協(xié)同創(chuàng)新的方法，通過突破高通量計算設計、高通量制備和表征以及專用材料數(shù)據(jù)庫及大數(shù)據(jù)分析等關鍵技術，強化材料發(fā)現(xiàn)、研發(fā)、制造、應用各階段的數(shù)據(jù)交流，縮短新材料研發(fā)周期，降低研發(fā)成本。

國網(wǎng)智研院積極探索采用材料基因工程模式進行新型電工材料開發(fā)，與耶魯大學、加州大學圣地亞哥分校、北京科技大學、華中科技大學等國內(nèi)外高校合作，開展材料基因工程數(shù)據(jù)庫建設和材料基因工程在電工新材料上的應用研究；搭建了多源異構材料數(shù)據(jù)有機融合的電工材料基因工程數(shù)據(jù)庫，整合能源材料、合金材料、復合材料等電工材料計算和實驗數(shù)據(jù)30余萬條，數(shù)據(jù)庫通過中國合格評定國家認可委員會認證；搭建了聚烯烴絕緣材料計算數(shù)據(jù)集，優(yōu)化計算算法，構建高通量計算篩選流程，以此指導設計兼具優(yōu)良電學特性和加工特性的絕緣材料。

今年1到5月，國網(wǎng)智研院項目組基于電工材料基因工程數(shù)據(jù)庫，開展了電池電極材料數(shù)據(jù)挖掘和可視化研究，揭示了電極材料構效關系。國網(wǎng)智研院將深化材料基因工程理念應用，融合數(shù)據(jù)驅(qū)動、數(shù)字孿生、“數(shù)據(jù)庫+數(shù)字建?！钡群诵募夹g，進一步推進高性能電工材料智能化設計和高效率開發(fā)。

（楊丙坤 尹航 王博）