中國電科院：強化技術(shù)攻關(guān) 支撐電網(wǎng)安全運行

　　8月1日，在中國電力科學研究院有限公司，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定研究團隊開展高比例新能源大電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析及控制策略驗證，通過實時分析電力系統(tǒng)主導失穩(wěn)特征，提出響應驅(qū)動式安全穩(wěn)定實時分析及控制措施，推動大電網(wǎng)安全技術(shù)保障水平提升。

　　中國電科院充分發(fā)揮科研綜合優(yōu)勢，在大電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析與控制、電力電量平衡與系統(tǒng)安全保障分析、大型充油設備防爆燃技術(shù)等方面，組織科研團隊持續(xù)開展創(chuàng)新，全力支撐大電網(wǎng)安全穩(wěn)定高效運行。

　　電力系統(tǒng)的非預想故障是指電力系統(tǒng)運行過程中，各種不可預想或難以預測的原因?qū)е碌墓收稀ｋS著電力電子設備爆發(fā)式增長，其強隨機性、弱支撐性、低抗擾性導致電網(wǎng)運行方式愈加復雜多變、非典型化特征凸顯，非預想故障發(fā)生概率顯著增大。

　　中國電科院電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定研究團隊通過探索新能源高占比電力系統(tǒng)主導失穩(wěn)形態(tài)實時響應特征，研判新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定演化規(guī)律，研究響應驅(qū)動的大電網(wǎng)安全穩(wěn)定實時控制技術(shù)，可實現(xiàn)電力系統(tǒng)非典型運行方式、非預想故障場景下的實時判別及防控。團隊從穩(wěn)定分析及控制基礎理論、算法軟硬件集成、功能及型式試驗、全鏈路閉環(huán)仿真測試等方面，完成了大電網(wǎng)安全穩(wěn)定實時控制裝置研發(fā)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)預案式“有限防控”到響應驅(qū)動式“全防全控”的換代升級。

　　目前，安全穩(wěn)定實時控制裝置已在新疆、山東電網(wǎng)實現(xiàn)示范應用。裝置子站實時采集系統(tǒng)電氣量并上送至主站，主站實時分析系統(tǒng)受擾響應，提前預判安全穩(wěn)定性演化態(tài)勢，當識別失穩(wěn)風險時，可提前啟動控制策略，降低故障影響范圍。

　　隨著特高壓直流和新能源的大規(guī)模接入，大電網(wǎng)的安全運行面臨挑戰(zhàn)，電力電量平衡分析難度不斷增大。電力系統(tǒng)面臨的不確定性增強，系統(tǒng)規(guī)劃平衡場景數(shù)量和復雜度顯著增加，平衡分析計算量大幅增多，傳統(tǒng)的機組組合計算方法求解速度慢，需要進行大量聚合簡化，效率和精度難以兼得。

　　中國電科院電力電量平衡研究團隊持續(xù)升級國家電網(wǎng)規(guī)劃仿真平臺核心算法，提出了“知識驅(qū)動+數(shù)學優(yōu)化”雙輪驅(qū)動的源網(wǎng)荷儲一體化生產(chǎn)模擬技術(shù)，支撐電力供需平衡和新能源電力消納仿真計算分析，提升電力規(guī)劃多階段、多方案、多場景供需平衡計算的速度和精度。年初以來，研究團隊依托國家電網(wǎng)規(guī)劃仿真平臺，應用源網(wǎng)荷儲一體化生產(chǎn)模擬技術(shù)開展電力電量平衡分析，研判系統(tǒng)供應安全和新能源電力消納情況，助力“十五五”電網(wǎng)科學規(guī)劃。

　　近年來，隨著特高壓直流工程的建設，換流變壓器等大型充油設備投運數(shù)量越來越多、單體容量越來越大。作為特高壓直流輸電工程的關(guān)鍵設備，換流變壓器的安全狀態(tài)對于電網(wǎng)運行具有重要意義，需確保其安全運行。中國電科院大型充油設備防爆燃框架項目團隊開展故障演化機理和清除保護技術(shù)研究，攻關(guān)特高壓大型充油設備故障防爆燃關(guān)鍵技術(shù)和裝備，提升大型充油設備安全運行水平。針對換流變壓器內(nèi)部故障的快速清除，團隊創(chuàng)新提出兩種技術(shù)路線，并聯(lián)合國內(nèi)多家單位研發(fā)快速斷路器和旁路觸發(fā)間隙裝備。針對高能電弧場景下的換流變壓器自身防爆能力提升，團隊創(chuàng)新研制了400毫米壓力釋放閥。快速斷路器、旁路觸發(fā)間隙設備和壓力釋放閥共同構(gòu)成了換流變壓器防爆燃防線。

　　團隊成員介紹，特高壓換流變壓器防爆燃用500千伏快速六氟化硫斷路器的開斷時間在25毫秒以內(nèi)，機械壽命為1萬次，可遏制特高壓換流變壓器放電電弧發(fā)展。該設備在±800千伏隴東—山東特高壓直流輸電工程東平換流站、±800千伏金上—湖北特高壓直流輸電工程幫果換流站各示范應用8臺。特高壓換流變防爆燃用500千伏旁路觸發(fā)間隙通過第三方性能試驗。目前，2臺設備已在±800千伏姑蘇換流站帶電運行超過1個月。400毫米壓力釋放閥已經(jīng)過密封性、啟閉壓力、響應時間等型式試驗，全面驗證了其性能穩(wěn)定性與工程適配性，為后續(xù)系列化應用和標準制定打下基礎。(楊亞迪)