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【綜述】開拓創新,迎難而上,助力東北電網安全穩定運行
來源:東北電力設計院有限公司 作者:張嵩 發布日期:2019-05-31 瀏覽次數: 字號:[ ]
  安全穩定控製係統是保證電網安全穩定運行的重要防線,由於東北電網特殊的電源結構和布局,該係統對於東北電網來說更是意義重大。2018年度電力規劃設計協會優秀工程設計一等獎獲獎工程——規劃設計集團東北院設計的紮魯特~青州±800千伏特高壓直流輸電工程送端電網安全穩定控製係統建設工程,正是在該技術領域的代表性作品。
  紮魯特~青州±800千伏特高壓直流工程是東北電網的裏程碑項目之一,對東北電網的網架結構、潮流分布和控製策略產生了巨大的影響。在緩解東北地區電力盈餘問題、增加風電等清潔真人赌三公接納水平等方麵具有重要的意義,但同時也給東北電網帶來新的安全穩定問題,工程投產後的係統安全穩定研究設計工作得到我公司主管領導的高度重視,相關工程設計與建設由此展開。

  

紮青直流穩控係統第一次出廠驗收會議照片(南京)
  夯實基礎,全力保障工程投運

  就技術層麵而言,紮青直流與其它特高壓直流工程不同之處主要在於沒有規劃建設與之配套的電源,直流外送功率是從東北三省一區遠距離匯集而來,在紮青直流係統閉鎖後,將引起全網頻率快速上升,需要完全依靠紮青直流穩控係統在全網範圍內組織快速足額切機。
  在項目前期,東北院憑借在電力係統安全穩定控製(以下簡稱“穩控”)方麵的雄厚技術實力,對工程投產後的穩控係統進行全局運籌帷幄,並多次與國網、東北分部、四省級電網和審查機構進行溝通,好的技術方案+周到的服務意識得到業主的認可,為後續大規模安穩設計奠定良好基礎。計算過程中,項目團隊堅持完成了東北全網數據整理這個龐大工作量的任務,確保計算結論的真實可靠性。基於全網掃描式分析研究,東北院承擔了紮魯特~青州±800千伏特高壓直流輸電工程送端電網安全穩定控製係統建設工程的設計工作。

 

紮青直流穩控係統第二次出廠驗收會議照片(保定)

  該工程自2016年1月開始,東北院智能化分公司克服時間緊、任務重等重重困難,調出多名精兵強將組成設計團隊,大批設計人員奔赴現場收資的足跡遍布東北三省一區,共計完成了91座廠站、新建通信專網、改造現有通信網絡的初步設計以及113冊施工圖設計,配合業主施工調試等,為保證紮青直流穩控係統順利投入運行付出了辛苦。在兩年多的設計過程中,項目組成員積極主動學習,在設計的關鍵時間段,分公司主管或項目經理每周至少組織集中討論匯報一次,其他問題隨時共同商討。技術方案曆經多次專業評審和推敲完善,階段性結論和設計成品經各級校審,力爭做到精益求精;施工圖階段參加人員多,利用項目組微信群保證管理的及時性。
  最終,在全體工程技術人員的共同努力下,2017年12月紮青直流穩控係統正式投入運行,成為了全國規模最大、地域分布最廣、站點數量最多、電源類型最多、通道數量最多的穩控係統,現已覆蓋黑、吉、遼和蒙東共91座廠站,主站與各執行站間均通過4路2M通道進行通信。包括直流換流站3座、火電廠25座、水電廠14座、風電和光伏匯集站49座,且具備接入核電站的能力。隨著東北電網電源的陸續建設,站點數量正在進一步增加。

 

紮青直流穩控係統RTDS試驗照片(北京)
  亮點頻頻,彰顯設計水平

  博觀而約取,厚積而薄發。東北院多年來在安全穩定控製係統方麵的優勢在該工程中得到了集中體現。
  在該工程設計中,東北院項目團隊采用分層建設體係,在綜合考慮了運行可靠性和係統升級改造、新增站點接入、運維檢修等需求的基礎上,設置了主站和執行站兩層架構。各節點穩控裝置采用雙重化配置;各節點之間通信通道采用2路不同路由,保證在任一設備N-1和通道N-1的情況下均能滿足運行的需求,確保係統架構具有高可靠性。
  切機站點選擇兼顧運行方式安排、切機有效性和工程經濟性的需求。為同時滿足紮青直流係統故障後的切機容量需求和盡可能減少穩控裝置布點數量的需要,結合東北電網電源裝機容量和地理分布的特點,按照切除大容量機組對改善故障後頻率特性效果較好的原則,火電切機執行站選擇500千伏層火電廠;水電切機執行站選擇裝機容量在100兆瓦級及以上的水電廠;風電/光伏切機執行站選擇匯集容量在200兆瓦級及以上的電源匯集站。

 
  紮青直流穩控係統科研項目驗收會照片(沈陽)

  該工程設計在實現了多項國內首創。首次提出了東北電網直流協控建設方案,在紮青直流係統發生故障時,穩控係統通過提升高嶺外送直流功率、或降低黑河受入直流功率有助於降低東北電網盈餘電力,可最大限度減小切機容量,並減小對局部區域電網安全穩定運行的影響;首次提出了東北電網不同類型電源間的協調控製方案,並結合東北地區氣候特點,滿足保障冬季供熱的需求;首次提出了東北電網“電源分組+切機輪詢”的穩控策略,保證各電廠間切機公平性;首次采用省級骨幹網組織大規模跨省“星型”雙路由直達通道,並充分利用省際和省級骨幹傳輸網設備,兼顧通道建設可靠性和經濟性。
  紮青直流穩控係統設計,是一項充滿挑戰機遇的高難度穩控工程。依托該工程,一方麵在工程方麵取得了豐碩成績;另一方麵,作為依托工程,開展國網東北分部科研項目“東北電網特高壓直流送出係統安全穩定控製方案校核研究及工程實施”和院控科技項目等多項科技項目,推動了我公司穩控技術的創新和提升。通過這些項目,我公司培養更多的年輕同誌成為穩控技術的骨幹專家,有利於增強我公司技術實力、開拓和占領市場!




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