江蘇蘇州南部電網(wǎng)500kV UPFC示范工程投運

2017-12-19 15:32:12 來源:電網(wǎng)技術(shù) 　點擊量：評論 (0)

世界電壓等級最高、容量最大江蘇蘇州南部電網(wǎng)500kV UPFC示范工程投運，最大可提高蘇州南部電網(wǎng)供電能力約130萬kW。2017年12月19日，世界上電壓等級最高、容量最大的江蘇蘇州南部電網(wǎng)500kV統(tǒng)一潮流控制器(英文簡

世界電壓等級最高、容量最大江蘇蘇州南部電網(wǎng)500kV UPFC示范工程投運，最大可提高蘇州南部電網(wǎng)供電能力約130萬kW。

2017年12月19日，世界上電壓等級最高、容量最大的江蘇蘇州南部電網(wǎng)500kV統(tǒng)一潮流控制器(英文簡稱“UPFC”)科技示范工程正式投運，在世界范圍內(nèi)首次實現(xiàn)500kV電網(wǎng)電能流向的靈活、精準控制，最大可提升蘇州電網(wǎng)電能消納能力約130萬kW。

“我國是世界上首個掌握500kV UPFC成套設(shè)備技術(shù)的國家。蘇南500kV UPFC工程的投運，是貫徹黨的十九大精神，建設(shè)創(chuàng)新型國家的又一重大成果，標志著國家電網(wǎng)公司占領(lǐng)了國際柔性交流輸電技術(shù)制高點。”國網(wǎng)江蘇省電力有限公司總工程師陳剛介紹。

蘇州是我國用電負荷最大的地市，2017年夏季最高調(diào)度用電負荷達2580萬kW。其中，蘇州南部地區(qū)用電負荷接近蘇州的70%，其主要電源是錦屏-蘇南特高壓直流送來的四川水電，及三條500kV交流輸電線路受進的三峽水電、安徽淮南煤電以及省內(nèi)電源送電。據(jù)介紹，四川水電季節(jié)性強，冬季枯水期送電大幅減少，造成蘇州南部電網(wǎng)三條500kV電力通道無法保持均衡利用，容易發(fā)生“一半過載堵塞、一半空置浪費”的現(xiàn)象。

為進一步保障對蘇州南部的穩(wěn)定供電，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司投資9.55億元建設(shè)蘇州南部電網(wǎng)500kV UPFC示范工程。該工程位于蘇州市吳中區(qū)，于2016年8月23日獲江蘇省發(fā)改委核準，同年11月3日開工。

該工程的投運，相當于給蘇州南部電網(wǎng)加裝了一個“智能導航系統(tǒng)”，實現(xiàn)了電能的“無人駕駛”。冬季枯水期，四川來的水電銳減，電力的主線路500kV梅木線將處于過負荷狀態(tài)，地區(qū)將面臨停電風險;安裝UPFC后，它可以像電網(wǎng)的智能導航系統(tǒng)一樣，將電網(wǎng)電能由自由分布狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫_受控狀態(tài)，智能匹配三條交流通道輸電功率，實現(xiàn)了電能的最優(yōu)分布，提升蘇南地區(qū)供電能力130萬kW。相比新建輸電線路等傳統(tǒng)解決“擁堵”的方式，節(jié)約投資達6億元。當蘇南地區(qū)出現(xiàn)大范圍電網(wǎng)故障時，UPFC可以提高3條交流線路輸送功率總和，最大限度縮小事故造成的停電范圍。此外，UPFC還可有效維持蘇南地區(qū)電壓水平，提高電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平。

據(jù)陳剛介紹，工程攻克了大量技術(shù)難點，研制了世界上電壓等級最高、容量最大的獨立式串聯(lián)變壓器，世界上電壓等級最高的自冷式交流式晶閘管閥組。工程的投運，是我國打造廣泛互聯(lián)、智能互動、靈活柔性、安全可控新一代電力系統(tǒng)的有力實踐，將有效支撐蘇州建設(shè)國際能源變革發(fā)展典范城市，促進地區(qū)經(jīng)濟快速發(fā)展，推動民族裝備制造業(yè)技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級，進一步提升我國在電工技術(shù)領(lǐng)域的綜合實力和國際競爭力，實現(xiàn)“中國創(chuàng)造”和“中國引領(lǐng)”。

早在2015年，我國首個自主知識產(chǎn)權(quán)UPFC工程——江蘇南京220kV西環(huán)網(wǎng)UPFC工程就在江蘇建成投運并成功運行。它使南京西環(huán)網(wǎng)供電能力提升了30%、約60萬kW，替代了一條投資10億元以上的220kV線路。

“UPFC在負荷密度大、供電可靠性要求高、線路廊道資源緊張的地區(qū)具有廣泛的應(yīng)用前景。國網(wǎng)江蘇電力在南京和蘇州的實踐得到了社會各界的充分肯定，下一步將在國內(nèi)外多個類似地區(qū)進一步推廣。”國網(wǎng)江蘇電科院總工程師李群表示。

背景介紹

一、UPFC的全稱及含義

UPFC的全稱是Unified Power Flow Controller，統(tǒng)一潮流控制器。統(tǒng)一潮流控制器(UPFC)是功能最全面、技術(shù)最復雜的柔性交流輸電裝置。所謂“統(tǒng)一”，是指UPFC能同時或選擇性地控制所有影響輸電線路潮流的參數(shù)，即能對電壓、阻抗和相位角進行控制，可以同時并快速地獨立控制輸電線路中有功功率和無功功率。這就使得UPFC具有提高電能質(zhì)量、提升系統(tǒng)穩(wěn)定和傳輸容量，以及優(yōu)化無功功率配置等功能。

二、UPFC的作用及特點

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴大，區(qū)域內(nèi)發(fā)電和負荷分布不均衡、輸變電設(shè)備潮流分布不均勻問題日益突出，設(shè)備重載和輕載問題并存，而受制于重載設(shè)備的承受能力、電網(wǎng)供電能力難以得到充分利用。UPFC的作用就是在現(xiàn)有的網(wǎng)架基礎(chǔ)上改善系統(tǒng)的潮流分布，保證電網(wǎng)的安全運行。

打個比方，把輸電線路比作公路，潮流比作車流，如果某些路段極其擁堵，而另外一些路段相對通暢，常規(guī)設(shè)置的紅綠燈路口就會造成路口混亂，導致不能有效疏導。此時，在擁堵路口設(shè)置交警，根據(jù)堵車復雜情況有選擇性地疏導車輛依次通行可以更快速、更穩(wěn)定地解決擁堵問題。

同樣地，正如交警在路口的作用一樣，UPFC在電力系統(tǒng)中也具有控制范圍大、控制方式靈活和功能多樣化等優(yōu)點，是柔性交流輸電系統(tǒng)中最具發(fā)展?jié)摿Φ目刂破鳌?/span>

三、UPFC的使用情況

目前世界上投入運行的UPFC站共有五座，前三個都是國外的工程，其中兩個美國的，一個韓國的，第四座是2015年底投運的南京西環(huán)網(wǎng)220kV UPFC工程，第五座是今年投運的上海蘊藻浜220kV UPFC工程。南京的UPFC工程投運以來，有效解決了南京西環(huán)網(wǎng)地區(qū)潮流分布不均問題，通過對該地區(qū)潮流轉(zhuǎn)移，達到系統(tǒng)潮流的精確控制，提高南京西環(huán)網(wǎng)的輸電能力和安全穩(wěn)定水平。

四、江蘇電網(wǎng)概況

華東地區(qū)是我國經(jīng)濟社會發(fā)展速度最快的地區(qū)，也是我國的主要電能消費區(qū)。同時，江蘇電網(wǎng)是全國最大的省級受端電網(wǎng)，也是華東電網(wǎng)的重要組成部分之一，東聯(lián)上海、南鄰浙江、西接安徽，現(xiàn)有10條500kV省際聯(lián)絡(luò)線分別與上海、浙江、安徽相聯(lián)，3條500kV線路與山西陽城電廠相聯(lián)，通過1回±500kV龍政直流、1回±800kV錦蘇直流與華中電網(wǎng)相聯(lián)，1回±800kV雁淮直流與華北電網(wǎng)相聯(lián)，1回±800kV錫泰直流與東北電網(wǎng)相聯(lián)，2條1000kV特高壓交流線路與安徽電網(wǎng)相聯(lián)，2條特高壓交流線路與上海電網(wǎng)相聯(lián)。

五、蘇州南部電網(wǎng)概況

蘇州南部電網(wǎng)包括蘇州市區(qū)及吳江地區(qū)電網(wǎng)。2017年，該地區(qū)最大負荷1771萬kW。預計“十三五”期間，蘇州南部地區(qū)負荷仍將平穩(wěn)增長，2018、2019年該地區(qū)最大負荷將達到1920萬kW、2110萬kW。蘇州南部電網(wǎng)的主要電源為錦蘇直流，并通過梅里-木瀆、斗山-常熟(南)及東吳-昆南3個500kV輸電通道受電。

六、建設(shè)蘇州南部電網(wǎng)500千伏UPFC示范工程的意義

一是提高蘇州電網(wǎng)清潔能源消納能力。二是保障蘇州南部電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。三是提升工程投資效率。傳統(tǒng)解決輸電通道“擁堵”的辦法是，新建輸電通道和變電站、增容改造現(xiàn)有線路。但由于線路途經(jīng)無錫、蘇州市區(qū)，不僅實施難度高、投資大，而且電網(wǎng)運行面臨安全風險。與新增輸電通道的方案相比，UPFC工程可節(jié)省投資約6億元，同時不增加短路電流。四是推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。國家電網(wǎng)公司柔性交流輸電技術(shù)已經(jīng)走在世界最前列。建設(shè)蘇州南部電網(wǎng)500kV UPFC工程，將智能調(diào)控技術(shù)運用于現(xiàn)有500kV電網(wǎng)，提升輸電能力、安全穩(wěn)定運行水平，提高對特高壓交直流電網(wǎng)的承接能力和支撐作用。同時，工程將顯著提高電網(wǎng)的整體科技含量，推動我國電網(wǎng)從傳統(tǒng)電網(wǎng)向安全、高效、經(jīng)濟、清潔、互動現(xiàn)代電網(wǎng)的升級和跨越，為柔性交流輸電技術(shù)在我國的大規(guī)模推廣起到很好的示范作用。

國家電網(wǎng)公司是國內(nèi)首家掌握UPFC關(guān)鍵技術(shù)的企業(yè)。UPFC作為柔性交流輸電技術(shù)的集大成者，代表著未來電力電子技術(shù)的發(fā)展方向。一直以來，世界各國廣泛關(guān)注，進行了重點研究。UPFC針對常規(guī)電網(wǎng)建設(shè)、改造和運行中難以解決的潮流控制、供電能力提升等難題，通過大功率電力電子技術(shù)的應(yīng)用，使電網(wǎng)潮流由自然分布轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑`活控制，在保持現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不變、不新建輸電通道的前提下，有效解決這些問題。UPFC適用于經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)城市電網(wǎng)供電能力的提升，以及現(xiàn)有電網(wǎng)的挖潛增效，是構(gòu)建智能電網(wǎng)的重要技術(shù)手段，具有廣泛的應(yīng)用價值。

原標題:【信息快報】江蘇蘇州南部電網(wǎng)500kV UPFC示范工程投運