張北柔性直流電網工程設備安裝加速
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來源: 中國電力新聞網 作者: 日期: 19.12.19

世界首個柔性直流電網工程設備安裝加速

挺起裝備制造跨越發展脊梁

南瑞繼保多項裝備研發國際領先,張北柔性直流工程推動裝備技術邁向新高度

秦虹

  擁有多項世界之最的張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程(簡稱“張北柔性直流工程”),從建設之初就受到了業內的廣泛關注。今年9月,張北柔性直流工程北京換流站的7臺換流變壓器全部到位。由南京南瑞繼保電氣有限公司(簡稱“南瑞繼!保┏袚膹埍比嵝灾绷麟娋W安全穩定控制系統通過出廠驗收。11月29日,冀北電科院聯合南瑞繼保完成了張北換流站四臺高壓直流斷路器小電流及額定電流分斷試驗。

  不難看出,該工程電網設備安裝加速。

  “多項設備研發,不只是在做一個示范工程,更是借助示范工程推動一個領域的技術進步!蹦先鹄^保研究院柔性所副所長盧宇接受中國電力報記者采訪時表示,南瑞繼保作為張北柔性直流工程的主要設備供應企業,承擔了四端柔性直流電網控制保護系統、安全穩定控制系統的整體供貨,以及張北站高壓大容量換流閥、張北站和北京站高壓直流斷路器、高速電子式測量裝置的供貨。這些高端裝備是南瑞繼保近年來在高壓大容量柔性直流輸電領域取得的重大科研創新成果,涵蓋一次和二次核心裝備,整體技術處于國際領先水平。

  控制保護領域存在三大難點

  “與以往的柔性直流工程相比,張北柔性直流工程有三點不同,對設備提出了全新的挑戰!北R宇說。

  一是張北柔性直流工程具備“網孔”結構,是首個真正意義上的直流電網。不同于以往的多端柔直工程,這種網孔結構意味著每兩個站間都有多個傳輸路徑,協調運行方式和故障模式成倍增加,增加了控制保護策略的設計難度。

  二是張北柔性直流工程是國內首個使用架空線的柔性直流輸電工程。經濟性和可靠性俱佳的半橋拓撲遇上架空線,就需要引入直流斷路器這樣一種全新的設備來隔離直流線路故障,保障其余系統的正常運行。

  三是張北柔性直流工程是第一個以風電、光伏、儲能多能互補、多點靈活配給為目標的柔直工程。不僅要克服可再生能源發電間歇性與不穩定性,還要平衡四通八達的功率傳輸,既是柔性直流輸電技術先進性的體現,也是對系統控制能力的挑戰。

  盧宇總結說:“張北柔性直流工程代表著對未來電網新型補充形態的探索,面臨著大量的基礎性、關鍵性技術問題,突破了這些難題,技術就能向前邁出一大步!

  突破壁壘,打一個漂亮的翻身仗

  “自設備研制以來我們就一直在克服各種困難。比如全新的混合式高壓直流斷路器,它與傳統的斷路器完全不同,主要依靠電力電子器件的電流控制能力配合快速開關來實現直流開斷,國外提出了完全使用全控器件的設備方案,曾一度被認為是唯一方案。我們需要另尋路徑!北R宇說。經過反復的仿真和試驗,南瑞繼保創新提出整流型H橋直流斷路器拓撲,不僅打破了國外專利壁壘,而且在整體可靠性、經濟性上全面超越國外技術,打了一個漂亮的翻身仗。

  盧宇舉例說,在系統控制保護方面,網孔狀直流電網換流站協調控制、接入新能源孤島系統的電壓頻率控制、直流超高速保護原理突破等,經過不斷的仿真試驗、無數次方案調整,南瑞繼保最終找到了最優路徑。

  工程設備牽一發而動全身。為兼顧張北柔性直流工程中新能源傳輸的最大化和設備運行安全,該工程直流線路保護動作和直流斷路器的分斷過程均要求在3毫秒以內實現,換流閥的過流保護要求在百微秒級實現。盧宇說:“高壓大容量的直流電網做到這樣的快速控制,難度可想而知。通過多年來建立的產品協同開發機制,最終南瑞繼保實現了換流閥保護百微秒級! “研發就是一個不斷克服困難的過程,只有研發工作做扎實了,設備才更高效。示范工程現場試驗過程,設備達到平穩運行和靈活切換,背后都是點點滴滴技術努力的結果!北R宇道出了高端設備研發的艱辛。

  未來需讓“大腦”更高效智能

  柔性直流控制系統是柔性直流輸電系統的“大腦”,研發該系統的最終目標是讓這個“大腦”更智能、更高效、更可靠。

  “近期,柔性直流工程控制技術研究應向三個方向發展,一是策略方向的研究,提高控制系統的魯棒性和靈活性,尤其在交流電網新能源、極弱交流系統等各種系統條件下適應性,并能利用柔性直流的能力為交流系統提供有力支撐;二是提升柔性直流控制硬件性能,實現柔性直流的快速精確控制;三是研究柔性直流控制的準確仿真建模技術,柔性直流技術的應用要求電網穩定研究從機電暫態進入電磁暫態階段!北R宇給出了他的研發意見。

責任編輯:高慧君  投稿郵箱:網上投稿

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