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《国家电网报》:我国首次实现电网电能分布灵活控制——国内首个自主知识产权UPFC工程在南京投运

2015-12-16 信息来源:国家电网报

    2015年12月11日,国家电网公司重大科技示范工程、江苏南京220千伏西环网UPFC(Unified Power Flow Controller 统一潮流控制器)工程顺利投运。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,标志着全球能源互联网最先进的柔性交流输电技术在江苏率先落地,我国在柔性交流输电技术上走在了世界最前列。

    南京UPFC工程于2015年4月获得核准,6月全面开工。工程投资2.2亿元,占地约18亩。工程核心设备是3个直流侧并联的电压源换流器(VSC),直流侧额定电压±18千伏,额定电流1.1千安,容量为2×6万千伏安(串联侧)+6万千伏安(并联侧)。工程业主单位为国网江苏省电力公司,成套设备供应商为南京南瑞继保电气有限公司,设计单位为中能建江苏省电力设计院。

    11日9时28分,随着UPFC装置并入南京电网,南京220千伏晓庄至铁北双线输送功率实现精准控制,实现预设调控目标12万千瓦。国家电网公司总经理助理张丽英宣布南京西环网UPFC工程投运成功。该工程充分展示了国家电网公司的科技创新能力,标志着公司智能电网高端装备研制水平迈上了新台阶,实现了“中国制造”和“中国引领”。

    UPFC作为柔性交流输电技术的集大成者,代表着未来电力电子技术的发展方向。一直以来,世界各国广泛关注,进行了重点研究。UPFC针对常规电网建设、改造和运行中难以解决的潮流控制、供电能力提升等难题,通过大功率电力电子技术的应用,使电网潮流由自然分布转变为智能化灵活控制,在保持现有网架结构不变、不新建输电通道的前提下,有效解决这些问题。UPFC适用于经济发达地区城市电网供电能力的提升,以及现有电网的挖潜增效,是构建智能电网的重要技术手段,具有广泛的应用价值。

    国家电网公司是国内首家掌握UPFC关键技术的企业,南京西环网工程是除美国、韩国外,全球第三个投入商业运营的UPFC工程,并且比前两个国家技术更先进。工程攻克了UPFC系统仿真、交流系统和换流器电气设计、设备参数选型、保护控制策略等UPFC成套设计技术难题;突破了多换流器灵活拓扑结构、高压大容量串联变压器、大电流晶闸管旁路开关(TBS)快速保护、双线有功无功解耦控制等核心技术;研制出包括控制保护系统、电压源型换流阀及阀控系统、晶闸管旁路开关、串联变压器等核心设备的成套装置,具有完全自主知识产权,标志着我国已占领当今电力电子技术应用的制高点,从本质上提升了我国智能电网相关技术、产品的国际竞争力。

    正是基于UPFC在电网潮流智能灵活控制方面的优势,国家电网公司决定在南京实施UPFC工程,以解决城市供电走廊建设十分困难而导致供电能力受限难题,积极服务南京西部核心负荷区发展。从项目开工到最终投运,工程历时6个月,比类似工程工期缩短50%以上。在建设过程中,国网江苏电力在国家电网公司的统一领导下,充分发挥特高压工程建设经验,与众多参建单位一起,加强协同创新,克服工期紧、系统复杂、技术难度大等困难,全力推进技术创新,实施全过程标准化建设管理,高标准完成了工程建设任务。

    南京西环网UPFC示范工程的成功投运,实现了南京城市西部核心区电力传输的精准控制,提升该区域供电能力30%以上,为地区经济社会发展提供了坚强的电能保障。同时,该工程将显著提高电网的整体科技含量,推动我国电网从传统电网向安全、高效、经济、清洁、互动现代电网的升级和跨越,为柔性交流输电技术在我国的大规模推广起到很好的示范作用。

【延伸阅读】

指挥电能奔跑的“红绿灯”

    通俗地说,UPFC装置加装于南京西环网后,相当于给其安装了可调节电流通过的“红绿灯”,以点带面,实现对电力潮流的精准控制,让江苏电网离“不限电、少停电、用好电”的世界一流电网目标更进了一步。

    电网正常状态下,安装UPFC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。UPFC及其配套装置,能精准控制南京西环网北部输电通道按稳定限额运行,充分利用南部输电通道的裕度,增强西环网整体供电能力。

当西环网北部输电通道其中一条故障停运时,如未安装UPFC,另一条输电通道将超限额运行,最终导致北部输电通道过载“崩盘”,完全失去供电能力。安装UPFC后,通过对电流的“交通疏导”,另一条输电通道电流流量能最大化运行,保持供电能力,确保大电网安全可靠。(2015年12月15日《国家电网报》特约记者:侯俊 记者:张健)


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