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这个“红绿灯”可减少拉闸限电还省下近10亿 稳定“护航”南京电网近千日

北极星智能电网在线  来源:扬子晚报网  作者:郑幼明  2018/8/20 15:45:34  我要投稿  

北极星智能电网在线讯:今年,南京遭遇持续高温,但供电总体安全平稳,这其中就有南京铁北220千伏变电站统一潮流控制器(以下简称UPFC)的功劳,这个具有‘红绿灯’式的智能调节设施,已经稳定“护航”南京电网984天。

2015年12月11日,国家电网重大科技示范工程、江苏南京220千伏西环网UPFC工程投运。这是我国首个自主知识产权的UPFC工程,也是国际上首个使用模块化多电平换流(MMC)技术的UPFC工程。它由我国自主研发、设计与建设,标志着我国在柔性交流输电领域已经走在世界前列。

从备受瞩目登上世界电力科技之巅,到默默无闻时刻精准调节电网潮流,南京UPFC在过去近1000天中,始终稳定“在线”,为南京电网优质高效供电全程保驾护航。

破解世界难题解决电网“拥堵”

“对城市电网中电能的流量、流向进行灵活控制,一直是世界性难题。‘统一潮流控制器’工程投运后,可以通过‘红绿灯’式的智能调节,控制电流的流向和流量,让电流高效流动,减少损耗,实现运行更经济。”江苏省电力公司副总经理、南京供电公司总经理陈刚这样形容。

作为南京的负荷中心,220千伏西环网(即:鼓楼区中央门至建邺区河西一带)用电负荷占全市近三分之一。2013年,西环网最高负荷同比增长15.4%,增加30.9万千瓦,致使线路负荷加重,出现“拥堵”现象,其北部输电通道(即:220千伏晓中、晓下线,主要供电范围为中央门、下关一带)负载率超过81.3%。

大城市的电力线路就和地面道路一样,形象地说就是,有的线路“吃不饱”,有的线路“快撑爆”。传统解决输电通道“拥堵”的办法是更换大导线或新建线路。“对南京西环网而言,前者需要停电显然不行。而后者也是行不通的,假如增加一条空中输电线,需投资10亿元以上,但即使有钱,新线路在本就拥挤不堪的城市中已‘无地自容’。建地下输电管廊则更困难,不仅投资巨大,而且耗时长。”南京供电公司副总经理沈培锋做出了这样的解释。

2014年,UPFC工程被国家电网公司确立为重大科技示范工程,次年6月全面开工建设,投资2.2亿元。在保持南京现有网架结构不变、不新建输电通道的前提下,通过UPFC工程解决西环网潮流分布不均、供电能力不足等痼疾。经科学测算,UPFC提升了南京西环网供电能力30%,约60万千瓦,年增供电量约25亿千瓦时,可替代一条投资10亿元以上的220千伏线路,实现节约土地360亩。

“UPFC工程利用的其实是欧姆定律。”国网江苏电科院总工李群告诉记者,“电力导线存在电阻,电阻阻碍的是电流,就如同道路不平则车速慢一样。想要使通过的电流增多,就必须增大电压。”

通过UPFC,可以在220千伏线路上施加最大不超过26.5千伏的电压,并确保稳定在上下10%的安全波动范围内。电压越大,通过电流越多,输送的电功率就越大。在“四两拨千斤”的“神功”下,这套本身只有180兆瓦容量的UPFC装置,竟可撬动500至600兆瓦的有功潮流!

在迎峰度夏、度冬等关键时期,该装置有效避免了核心线路越限及拉闸限电损失,解决了投运初期西环网“北紧南松”及中、远期“南紧北松”的潮流失衡问题,使得西环网潮流分布得更加均衡,大大增强了南京电网总体安全稳定供电能力。

2016年8月2日,华能南京电厂并网220千伏晓华线雷击故障跳闸,造成华能南京电厂1台30万千瓦的机组失电,减少出力24万千瓦。UPFC自动保护闭锁,北通道潮流从50万千瓦降到27万千瓦,避免了故障大电流穿越线路造成的线路过负荷和设备损坏。

2017年7月27日,南京电网用电负荷达1129.28万千瓦,创历史新高,同时造成了局部地区供电紧张。根据调度指令,南京供电公司通过UPFC将南京220千伏西环网北通道潮流由25万千瓦升至45万千瓦,避免了南通道(即:220千伏秦滨4回线路,主要供电范围为建邺区河西地区)的过负荷,全市供电平稳。

不断创新突破形成行业标准

“UPFC的投运为公司提供了优秀的电网发展和人才培养平台。”陈刚表示,“凭借这样的平台,我们更有责任和动力不断推进科技创新,精益求精。”

正如所说,南京西环网UPFC投运以来,从巡视等常规工作到技术研究,创新和改进在这片科研“沃土”上从未止歇。

“我们不能接受任何一条潜在风险,哪怕是疑似。”运维团队成员杨光说,“运行近千天,UPFC共进行大大小小的检修10次,每一次都是我们发现问题、改进问题的绝佳机会。”在团队成员的坚持下,装置厂家人员从通讯故障、程序代码问题及继电器抖动等各个方面进行了深度排查,结合周期检修最终实施了装置本体的改造升级。

除了在巡视等日常维护中不断改进,运维团队还力求在更深的层面开展创新。在运维过程中,团队成员发明出一种高灵敏异形验电器接触头,解决了UPFC带电设备常规验电器不发声现象,并获得专利授权。

南京220千伏UPFC近1000天的实际运行,为全省积累了宝贵的运维经验,也令南京UPFC的管理规范成为了行业标准。经中国电机工程学会组织鉴定认为:“成果整体达到国际领先水平”。全省共出版相关中文专著3部、英文专著1部(“Unifiedpowerflowcontrollertechnologyandapplication”,Elsevier出版社)。项目形成国网企业标准10项,获批成立IEC、IEEE标准工作组,主导编制UPFC系列国际标准4项。这些成果对苏州500千伏UPFC工程等国家电网公司日后UPFC工程建设及运维起到了重要指导作用。

UPFC同样成为了交流学习之所。截至目前,共接待社会各界参观学习186批次、共3100余人,其中包括美国国家工程院院士、葡萄牙国家电网首席运营官及各大高校师生等。IEEE输配电委员会主席Daniel对此给予高度评价:“FACTS(即:灵活交流输电系统)技术发展史上的重要里程碑”、“为电网提高潮流控制能力提供了重要实践参考”、“可促进新一代UPFC技术的国际化推广应用”。

原标题:这个“红绿灯”可减少拉闸限电还省下近10亿,稳定“护航”南京电网近千日

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