3月17日上午，四川省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)在成都舉行。會(huì)上公布了2020年度四川省科技進(jìn)步獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)名單。其中由西南交通大學(xué)李群湛教授牽頭的《新一代軌道交通牽引供電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用》項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獲得技術(shù)發(fā)明類一等獎(jiǎng)。
據(jù)介紹，該項(xiàng)目獲授權(quán)國內(nèi)發(fā)明專利39項(xiàng)、國外發(fā)明專利4項(xiàng)、國內(nèi)實(shí)用新型專利41項(xiàng)、軟件著作權(quán)26項(xiàng)，出版論著6部，發(fā)表論文218篇，相關(guān)成果已在國內(nèi)多條軌道交通線路中實(shí)施應(yīng)用。
從“分相”到“同相”的跨越
據(jù)李群湛團(tuán)隊(duì)成員郭鍇介紹，牽引供電系統(tǒng)是軌道交通電氣列車的唯一動(dòng)力來源，其安全性可靠性直接影響軌道交通的質(zhì)量和安全。但我國現(xiàn)行牽引供電技術(shù)面臨的主要難題包括電能質(zhì)量不可控、列車供電不連續(xù)、故障難辨識(shí)等，導(dǎo)致電網(wǎng)電能質(zhì)量惡化、列車速度損失大、牽引網(wǎng)故障停電范圍大，嚴(yán)重時(shí)造成電網(wǎng)跳閘和行車安全重大事故。
實(shí)際上，乘坐高鐵、動(dòng)車時(shí)，不少細(xì)心的乘客會(huì)發(fā)現(xiàn)，沿鐵路線每隔幾十公里就有一個(gè)變電所，尤其在列車進(jìn)站時(shí)，能夠感受到車體欲行無力，處在“惰行”狀態(tài)，這就是列車在過分相，“這個(gè)時(shí)候列車就斷電了，此時(shí)需要靠著慣性前行，待到下一個(gè)供電分區(qū)才能重新接入，整個(gè)行駛過程中，列車將不斷地執(zhí)行這樣的過分相操作。”
郭鍇表示，過分相對(duì)列車和供電系統(tǒng)來說百害無一利，因此，不少國家都在探究更好的供電技術(shù)，即取消變電所出口的分相，同時(shí)又保持良好的電能質(zhì)量，從根本上解決這一世界難題。
1988年，李群湛教授寫了一篇題為《適于重載電力牽引的新型供電系統(tǒng)的研究》的論文，在文中首次提到了“同相供電”這一概念，由此開啟了同相供電這一技術(shù)研究的序幕。而后他沿著這一領(lǐng)域帶著團(tuán)隊(duì)繼續(xù)探索，并于1993年出版《電氣化鐵路并聯(lián)綜合補(bǔ)償及其應(yīng)用》專著，2006年出版《牽引變電所供電分析及綜合補(bǔ)償技術(shù)》專著，奠定了同相供電的理論基礎(chǔ)和技術(shù)準(zhǔn)備。
技術(shù)投入使用，彌補(bǔ)世界空白
從理論到技術(shù)，再到量產(chǎn)投入使用，這一過程李群湛帶著團(tuán)隊(duì)整整走了30余年。2010年，同相供電技術(shù)處在試驗(yàn)的關(guān)鍵時(shí)期，但一個(gè)噩耗傳來——李群湛被查出喉癌，但他卻不顧病痛，堅(jiān)守在科研一線，“手術(shù)之后李老師脖子上的傷口一直無法愈合，始終要纏著紗布，他說話顯得有些吃力，還是帶著團(tuán)隊(duì)不斷探索，”郭鍇仍記得李群湛經(jīng)歷手術(shù)后堅(jiān)守的模樣，“他人很樂觀，甚至還調(diào)侃道總算是謝天謝地，畢竟自己還能夠說話。”
在李群湛看來，喉癌僅僅是科研路上的一顆小小的絆腳石，阻擋不了團(tuán)隊(duì)的前行。同年10月，在他的帶領(lǐng)下，世界首套“電氣化鐵路同相供電裝置”在眉山牽引變電所成功投入試驗(yàn)運(yùn)行。國家科技部驗(yàn)收組專家對(duì)此給予了高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為這項(xiàng)技術(shù)是牽引供電領(lǐng)域具有革命性的創(chuàng)新。
2014年12月，李群湛團(tuán)隊(duì)研制的世界首套“組合式同相供電裝置”在山西中南通道重載鐵路投入運(yùn)行，其標(biāo)志著同相供電技術(shù)從科研成果走向了工程實(shí)用。值得一提的是，這項(xiàng)誕生于四川的技術(shù)與法國高鐵采用的車上自動(dòng)過分相技術(shù)相比，沒有列車斷電之弊病；與日本采用的地面自動(dòng)過分相技術(shù)相比，沒有電磁暫態(tài)過程，并且壽命內(nèi)綜合年均成本僅相當(dāng)于其三分之一。由此奠定了我國以同相供電為核心的新一代牽引供電系統(tǒng)理論與技術(shù)體系，被業(yè)界公認(rèn)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。不僅如此，這項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)也填補(bǔ)了世界軌道交通的空白，使得的軌道交通技術(shù)再次登上世界高峰。
據(jù)悉，項(xiàng)目成果在重載鐵路、高速鐵路、市域鐵路、普速鐵路等干線軌道交通中實(shí)施應(yīng)用，減少了列車斷電，保障了供電安全，促進(jìn)了牽引供電系統(tǒng)節(jié)能節(jié)電，累計(jì)新增產(chǎn)值逾8億元，創(chuàng)造利潤、節(jié)約成本逾2億元，技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值顯著。
