±800千伏孤島運(yùn)行試驗(yàn)獲得成功

    “安全穩(wěn)定控制裝置正確動(dòng)作!孤島電壓穩(wěn)定，頻率穩(wěn)定!”3月30日21時(shí)30分，南網(wǎng)總調(diào)傳來消息：楚雄換流站、小灣電廠、金安橋電廠設(shè)備運(yùn)行正常，持續(xù)6個(gè)小時(shí)的云廣直流孤島運(yùn)行滿負(fù)荷試驗(yàn)取得圓滿成功，楚雄換流站內(nèi)現(xiàn)場調(diào)試人員以及送受端參與調(diào)試的近千人都同時(shí)松了一口氣。

　　據(jù)了解，這是世界上首次開展的千伏電壓等級(jí)孤島運(yùn)行滿負(fù)荷試驗(yàn)。專家介紹，孤島運(yùn)行方式是在直流系統(tǒng)送端與若干電廠形成相對(duì)獨(dú)立的“孤島”系統(tǒng)，即與大電網(wǎng)交流系統(tǒng)不聯(lián)網(wǎng)、直接通過直流系統(tǒng)將電力送往受端。采用孤島運(yùn)行方式，可有效減少直流系統(tǒng)故障對(duì)主網(wǎng)的影響，提高南方電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平，同時(shí)增加云電外送現(xiàn)有輸電通道能力70萬千瓦，對(duì)消納云南富余水電有重要意義。

　　早在2005年規(guī)劃設(shè)計(jì)云廣直流工程時(shí)，南方電網(wǎng)就著手開展直流孤島運(yùn)行方式的研究。在此基礎(chǔ)上，由南網(wǎng)科研院組織科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合南網(wǎng)總調(diào)、超高壓公司以及小灣、金安橋電廠等單位，開展了直流孤島運(yùn)行方式調(diào)試，歷時(shí)2年半，6個(gè)階段、57項(xiàng)試驗(yàn)，攻克了過電壓、機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)、系統(tǒng)穩(wěn)定等關(guān)鍵難題，基本掌握了直流孤島運(yùn)行的核心技術(shù)。

　　云廣直流孤島調(diào)試協(xié)調(diào)小組組長、公司總工程師許超英接受采訪時(shí)說，此次試驗(yàn)在基建、生產(chǎn)、科研等多方位配合下完成，表明公司整體實(shí)力在增強(qiáng)，尤其在“電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行與控制技術(shù)、電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)、系統(tǒng)及設(shè)備集成應(yīng)用”三大核心技術(shù)取得突破。業(yè)內(nèi)專家表示，試驗(yàn)的成功，展現(xiàn)了南方電網(wǎng)自主科技創(chuàng)新的水平，為即將投產(chǎn)的溪洛渡、糥扎渡直流工程運(yùn)行和特高壓直流電網(wǎng)發(fā)展提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)，也為能源遠(yuǎn)距離大容量輸送提供了一條有效可行的方式選擇，標(biāo)志著我國電力工業(yè)技術(shù)與管理達(dá)到新的水平。

　　據(jù)南網(wǎng)總調(diào)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，目前相關(guān)單位正緊鑼密鼓地做著方式啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作，迎峰度夏期間云廣直流有望轉(zhuǎn)入孤島運(yùn)行。

    孤島運(yùn)行破局背后

    試驗(yàn)成功標(biāo)志著南方電網(wǎng)自主科技創(chuàng)新水平又上一個(gè)臺(tái)階

    “±800千伏云廣直流工程如同一朵玫瑰花，價(jià)值大、但嬌嫩。實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行，意味著這朵玫瑰花將更加耐受嚴(yán)酷工況�！痹谀暇W(wǎng)科研院“特高壓直流孤島運(yùn)行”科研團(tuán)隊(duì)看來，云廣直流，這朵南網(wǎng)人澆灌出來的玫瑰花，從工藝品變?yōu)槿沼闷�，不再是嬌弱的，而是能夠耐受�?yán)酷工況。

    化解電網(wǎng)運(yùn)行頭號(hào)風(fēng)險(xiǎn)

    “世界上結(jié)構(gòu)最復(fù)雜、聯(lián)系最緊密、科技含量最高的電網(wǎng)”，這個(gè)獨(dú)一無二的標(biāo)簽，令南網(wǎng)人自豪和驕傲。但這是把雙刃劍：交直流混合運(yùn)行、遠(yuǎn)距離、大容量輸電，其中潛在著巨大的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。

    “在刀尖上跳舞”，公司調(diào)度系統(tǒng)的一位專家這樣形容。

    當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行最擔(dān)心的是什么？“最怕直流滿功率雙極閉鎖和多回直流同時(shí)閉鎖或換相失敗，相當(dāng)于一條或幾條高速公路突然封閉，整個(gè)主網(wǎng)架都會(huì)動(dòng)蕩甚至崩潰�！薄捌渲校�楚穗直流大負(fù)荷雙極閉鎖導(dǎo)致的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)首當(dāng)其沖�！敝袊�工程院院士李立浧說，孤島運(yùn)行方式最大的價(jià)值恰是化解這第一大風(fēng)險(xiǎn)。

    《南方電網(wǎng)中長期發(fā)展戰(zhàn)略》指出，提高駕馭復(fù)雜大電網(wǎng)的能力，保持大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是南方電網(wǎng)客觀存在并將長期面對(duì)的主要挑戰(zhàn)。特別是“兩渡”直流工程投運(yùn)后，廣東直流落點(diǎn)增至7回，多直流換相失敗等事件對(duì)電網(wǎng)的沖擊更加嚴(yán)重。

    相關(guān)研究證明，實(shí)現(xiàn)孤島運(yùn)行方式，直流閉鎖僅造成主網(wǎng)頻率略有降低，不會(huì)造成主網(wǎng)頻率穩(wěn)定問題，更不會(huì)造成系統(tǒng)暫穩(wěn)或動(dòng)穩(wěn)問題。因此云廣±800千伏直流孤島運(yùn)行是化解云廣±800千伏直流投運(yùn)后帶來的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)的有效措施之一。

    一年至少多送17億度

    據(jù)了解，目前云廣±800千伏直流聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，與云廣±800千伏直流并聯(lián)運(yùn)行的交流通道需要空出一定的輸電裕度，用于承接直流單極閉鎖故障時(shí)轉(zhuǎn)移到交流通道的潮流。

    “N-1，是我們調(diào)度必須要守住的底線�！蹦暇W(wǎng)總調(diào)方式處處長黃河解釋說，始終要在新的網(wǎng)絡(luò)接線下，滿足N-1的電網(wǎng)控制條件，否則發(fā)生事故沒有緩沖空間，就會(huì)釀成類似印度大停電的悲劇。比如云南，電力外送交流通道最高只能送400萬千瓦，留足了幾十萬千瓦的裕度，這是要死守的，哪怕水再多，必須要確保潮流異常波動(dòng)時(shí)，送電功率不會(huì)超過斷面極限。

    據(jù)黃河介紹，采用孤島運(yùn)行方式，不占用交流通道裕度，突破了云南電力外送輸電極限的約束，在夏天豐水期，可以增加云南水電外送70萬至80萬千瓦。

    李立浧院士為我們算了筆經(jīng)濟(jì)賬：“西電東送能力提高70到80萬千瓦，僅在迎峰度夏期間滿負(fù)荷運(yùn)行三個(gè)月，一年就多送17億千瓦時(shí)，明后兩年每年可多送21億千瓦時(shí)。”

    “從社會(huì)效益來說，吸納了云南富余的水電，更多的電送至廣東，減少了廣東火電機(jī)組的出力，也就是減少了碳排放，這對(duì)于落實(shí)國家節(jié)能減排政策，保護(hù)環(huán)境具有重要意義�！�

    為能源遠(yuǎn)距離輸送增多了選擇

    據(jù)了解，南方電網(wǎng)早在2005年規(guī)劃設(shè)計(jì)云廣工程時(shí)，就提出了送端側(cè)聯(lián)網(wǎng)和孤島兩種方式均為正常運(yùn)行方式，并著手開展直流孤島運(yùn)行方式的研究，針對(duì)送端孤島運(yùn)行方式開展了潮流穩(wěn)定計(jì)算、過電壓計(jì)算及控制保護(hù)策略研究，在直流孤島運(yùn)行方式穩(wěn)定機(jī)理、穩(wěn)控措施、過電壓特性及抑制措施、機(jī)網(wǎng)協(xié)調(diào)等方面的研究取得了突破。

    自2010年10月17日起，云廣工程孤島運(yùn)行方式現(xiàn)場調(diào)試共進(jìn)行了6個(gè)階段試驗(yàn)，采取了直流功率從100萬千瓦至500萬千瓦逐步增加的積極穩(wěn)妥策略。為了減少調(diào)試對(duì)電網(wǎng)安全及云電外送的影響，每次試驗(yàn)基本都選擇利用周末完成。

    南網(wǎng)科研院系統(tǒng)研究所所長洪潮說：“3月29日到31日，我們進(jìn)行了15項(xiàng)試驗(yàn)，我們認(rèn)為這些試驗(yàn)都非常成功，孤島系統(tǒng)可以非常好地抗擊故障和擾動(dòng)，很快進(jìn)入平穩(wěn)狀態(tài)，為今后的運(yùn)行提供了非常好的基礎(chǔ)。試驗(yàn)反過來證明我們之前做的每一項(xiàng)計(jì)算都是非常準(zhǔn)確的�！�

    “最重要的是，南方電網(wǎng)自主科技創(chuàng)新水平又上一個(gè)臺(tái)階，這對(duì)于我國電力工業(yè)技術(shù)與管理具有里程碑的意義。即將投產(chǎn)的糯扎渡、溪洛渡直流工程明確提出將孤島運(yùn)行作為正常運(yùn)行方式�！惫�司總工程師許超英評(píng)價(jià)說。

    孤島雙極閉鎖最難熬

    3月30日，周末，云廣直流雙極四閥組孤島運(yùn)行第六階段(500萬千瓦)驗(yàn)證試驗(yàn)的第二天，楚雄換流站主控室內(nèi)，各類技術(shù)人員一片忙碌，大屏幕上各類數(shù)據(jù)、圖表頻頻變化，調(diào)度口令聲此起彼伏。

    “注意拷屏、記錄……把錄波器圖保存下來，好與我們的設(shè)計(jì)圖對(duì)一對(duì)……”調(diào)試現(xiàn)場指揮、南網(wǎng)科研院系統(tǒng)所所長洪潮不時(shí)吩咐科研人員。這是他自2010年10月以來，第12次帶領(lǐng)科研人員來這里做試驗(yàn)了。

    孤島運(yùn)行調(diào)試涉及大量極其復(fù)雜的技術(shù)，云廣直流工程額定功率大，且送端換流站遠(yuǎn)離電源，調(diào)試難度更大。許多次試驗(yàn)充滿了波折，特別是第一、第四階段驚心動(dòng)魄，確保試驗(yàn)過程中不引發(fā)孤島系統(tǒng)及其設(shè)備安全方面的問題，必須擔(dān)當(dāng)高度的責(zé)任。

    直流電壓階躍響應(yīng)、直流功率階躍響應(yīng)……一個(gè)個(gè)項(xiàng)目在順利開展，主控室忙而有序——

    科研人員在與穗東換流站電話“互動(dòng)”：“楊博士，你們那里準(zhǔn)備好了嗎？”

    運(yùn)行人員指揮操作：“開始了，5、4、3、2、1！”

    “14：25：56，投入濾波器595”，“14：28：16，投入濾波器591”，“14：31：19，合上5402，完成合環(huán)，直流功率到410萬千瓦”……似呼應(yīng)“吱吱”的電流，隨著主控大廳屏幕上跳動(dòng)的讓人眼花繚亂的數(shù)字和曲線，科研人員飛速記錄著電網(wǎng)運(yùn)行的每一刻。

    當(dāng)日18:33：20，最緊張的時(shí)刻到來，云廣直流孤島雙極閉鎖試驗(yàn)開始，系統(tǒng)損失有功500萬千瓦，氣氛更加凝重、嚴(yán)肅了。

    “5071、5072轉(zhuǎn)為熱備用狀態(tài)”……系統(tǒng)頻率由50.03赫茲最低降至49.77赫茲，孤島系統(tǒng)與主網(wǎng)始終保持穩(wěn)定運(yùn)行，19:05，孤島系統(tǒng)并入主網(wǎng)。從廣州到楚雄、從網(wǎng)到廠以及分布在“西電東送”沿線的關(guān)鍵站點(diǎn)，上千名人員關(guān)注著……

    兩小時(shí)后，總調(diào)傳來消息：云南楚雄換流站、小灣電站、金安橋電站設(shè)備運(yùn)行正常，試驗(yàn)取得成功。

    握手、擁抱、歡呼……一直都在現(xiàn)場的南網(wǎng)科研院院長饒宏高興地說：“這是我們繼世界上首條±800千伏特高壓直流工程投運(yùn)后，又一件值得載入電力史冊的大事�！�

發(fā)布時(shí)間:2013-4-10 訪問次數(shù):2359