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南京:電網裝上“紅綠燈”供電更暢通

2018-08-31 08:43:52 互聯網

8月27日,江蘇省南京市用電需求依然居高不下。好在南京電網的安全穩定運行有充足保障——南京鐵北220千伏變電站統一潮流控制器(以下簡稱UPFC),已為它穩定“護航”991天。

從備受矚目地登上世界電力科技之巔,到默默無聞時刻精準調節電網潮流,南京UPFC在過去近1000天中,始終穩定“在線”。它對電網潮流控制起到什么作用?對相關行業發展有什么影響?記者對此進行了采訪。

給電網裝上“紅綠燈”

“對城市電網中電能的流量、流向進行靈活控制,一直是世界性難題。”江蘇省電力公司副總經理、南京供電公司總經理陳剛表示,“‘統一潮流控制器’工程投運后,可以通過‘紅綠燈’式的智能調節,控制電流的流向和流量,讓電流高效流動,減少損耗,實現運行更經濟。”

作為南京的負荷中心,220千伏西環網用電負荷占全市近三分之一。2013年,西環網最高負荷同比增長15.4%,增加30.9萬千瓦,致使線路負荷加重,出現“擁堵”現象,其北部輸電通道負載率超過81.3%。

“大城市的電力線路就和地面道路一樣,形象地說就是有的線路‘吃不飽’,有的線路‘快撐爆’。”南京供電公司副總經理沈培鋒解釋道,“傳統解決輸電通道‘擁堵’問題的辦法是更換大導線或新建線路。對南京西環網而言,前者需要停電,顯然不行。而后者也是行不通的,假如增加一條空中輸電線,需投資10億元以上,但即使有錢,新線路在本就擁擠不堪的城市中也‘無處立足’。建地下輸電管廊則更困難,不僅投資巨大,而且耗時長。”

在此背景下,2014年,國家電網公司將UPFC工程確立為重大科技示范工程,次年6月全面開工建設,投資2.2億元。在保持南京現有網架結構不變、不新建輸電通道的前提下,通過UPFC工程解決西環網潮流分布不均、供電能力不足等痼疾。

2015年12月11日,國家電網重大科技示范工程、江蘇南京220千伏西環網UPFC工程投運。這是我國首個自主知識產權的UPFC工程,也是國際上首個使用模塊化多電平換流(MMC)技術的UPFC工程。它由我國自主研發、設計、建設,標志著我國在柔性交流輸電領域已走在世界前列。

提升供電能力30%

“UPFC工程利用的是歐姆定律。”國網江蘇電科院總工李群告訴記者,“電力導線存在電阻,電阻阻礙的是電流,就如同道路不平則車速慢一樣。想要使通過的電流增多,就必須增大電壓。”

據了解,通過UPFC,可以在220千伏線路上施加最大不超過26.5千伏的電壓,并確保穩定在上下10%的安全波動范圍內。電壓越大,通過電流越多,輸送的電功率就越大。在“四兩撥千斤”的“神功”下,這套本身只有180兆瓦容量的UPFC裝置,竟可撬動500至600兆瓦的有功潮流。

在迎峰度夏、度冬等關鍵時期,該裝置有效避免了核心線路越限及拉閘限電損失,解決了投運初期西環網“北緊南松”及中、遠期“南緊北松”的潮流失衡問題,使得西環網潮流分布得更加均衡,大大增強了南京電網總體安全穩定供電能力。

2016年8月2日,華能南京電廠并網220千伏曉華線雷擊故障跳閘,造成華能南京電廠1臺30萬千瓦的機組失電,減少出力24萬千瓦。UPFC自動保護閉鎖,北通道潮流從50萬千瓦降到27萬千瓦,避免了故障大電流穿越線路造成的線路過負荷和設備損壞。

2017年7月27日,南京電網用電負荷達1129.28萬千瓦,創歷史新高,同時造成了局部地區供電緊張。根據調度指令,南京供電公司通過UPFC將南京220千伏西環網北通道潮流由25萬千瓦升至45萬千瓦,避免了南通道的過負荷,全市供電平穩。

經科學測算,UPFC提升了南京西環網供電能力30%,約60萬千瓦,年增供電量約25億千瓦時,可替代一條投資10億元以上的220千伏線路,實現節約土地360畝。

確立標準,立范未來

南京220千伏UPFC近1000天的實際運行,為江蘇省積累了寶貴的運維經驗,也令南京UPFC的管理規范成為了行業標準。

中國電機工程學會組織鑒定認為,該工程“成果整體達到國際領先水平”。全省共出版相關中文專著3部、英文專著1部。項目形成國網企業標準10項,獲批成立IEC、IEEE標準工作組,主導編制UPFC系列國際標準4項。IEEE輸配電委員會主席Daniel也對此給予高度評價:“為電網提高潮流控制能力提供了重要實踐參考”“可促進新一代UPFC技術的國際化推廣應用”。

據了解,南京UPFC工程的成果也對國家電網公司日后UPFC工程建設及運維起到了重要指導作用。2017年12月,江蘇南部電網500千伏UPFC重大示范工程投運,就從中得到不少借鑒。

南京UPFC工程負責人劉泳說:“蘇州UPFC工程的主接線圖、后臺界面、部分控保程序等都受到南京UPFC工程的影響,此外,運行規程,設備編號等也有所借鑒。蘇州運行檢修人員還分批次到南京駐站跟班學習運行管理經驗。”不同的是,蘇州的UPFC電壓等級更高,而南京的功能更全面。“比如轉換刀閘區就是南京UPFC獨有的,因為有了它,南京的三套換流器可以互為備用,任意一臺換流器都可以接在并聯側,也都可以接在串聯側。”

“UPFC的投運為公司提供了優秀的電網發展和人才培養平臺。”陳剛表示,“憑借這樣的平臺,我們更有責任和動力不斷推進科技創新,精益求精。”




責任編輯: 江曉蓓

標簽:南京,電網,供電