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建设“柔直”技术工程 破解风电送出难题

日期:2018-09-26    来源:大华网

国际新能源网

2018
09/26
10:25
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关键词: 柔直技术工程 风电送出 风电场

“柔直”技术作为一项前沿科技项目,陈涛(右)和同事们要面临的各种难题超乎人们的想象

陈涛(右)是南澳岛柔直工程项目拓荒者

全省唯一的海岛县南澳岛风电资源丰富,岛上风电场星罗棋布,但因为风电出力不稳定,为保证交流电网的安全运行,风电送出成了难题,这么好的清洁能源有时也只能困于“孤岛”。面对这一困扰汕头电网多年的难题,汕头供电人经过技术攻关,终于把“柔性直流”(简称“柔直”)技术应用在南澳电网,也就意味着风电出力波动对交流电网安全稳定运行大难题被一举攻克。近日,记者也就此专访了汕头供电局柔性直流集控中心站长陈涛,了解“柔直”技术应用背后的故事。

2007年从东北电力大学研究生毕业后被招聘进汕头供电局工作的陈涛是南澳柔直集控中心的“拓荒牛”,自2013年就全程参加了柔直工程建设,不少同事还以为他是南澳本地人,实际上他却是江西赣州人。据了解,陈涛参加工作时起初是被分配到了500千伏汕头变电站工作,经过勤奋学习和努力工作,从值班员成长为值班长,担任了站里的技术负责人,能熟练处理技术故障等问题。

2012年,南方电网公司承担了国家863课题“大型风电场柔性直流输电接入技术研究与开发”,在汕头建设南澳多端柔性直流输电示范工程,要求工程投产时间是2013年底。就这样,作为汕头供电局业务骨干、时任500千伏汕头站技术负责人的陈涛就被抽调参与了“南澳柔直工程”这个前沿的技术项目工作。

陈涛介绍,多端柔性直流技术代表着当前世界上最为先进的电力技术之一,简单来说,与传统的换相高压直流输电相比,柔性直流输电是基于电压源换流器的高压直流输电,是一种先进的输配电解决方案,既可以实现有功功率和无功功率的独立、快速控制,又能向无源网络系统供电。在潮流反转时,直流电流方向反转而直流电压极性保持不变,容易构成多端柔性直流输电系统。由于柔直具有良好的特性,它可广泛用于交流电网同步和非同步互联、风电等清洁能源的接入、向孤立无源负荷供电,比如海岛及海上钻井平台、电力交易,构筑大都市直流配电网以及改善电能质量等场合。

陈涛称,因为风电出力不稳定的特性,如何保障南澳风电资源的输出以及交流电网的安全运行就是一个“大难题”,如果这个问题无法解决,作为一种良好清洁能源的南澳风电就只能困于“孤岛”了。所以“柔直”技术应用在南澳电网,也就意味着风电出力波动对交流电网安全稳定运行这一困扰汕头电网多年的难题能被一举攻克。

2013年3月,陈涛被从500千伏汕头站借调去“南澳柔直工程项目”生产准备组工作,起初他主要负责编写运行规程,参加建设方案评审、仿真试验,设备出厂试验见证,还有组织运维人员参加上岗培训与考核各项工作等等。之后,就进入了紧张的技术施工工作,从当年10月到11月,陈涛他们对三端柔直系统进行了数百上千次的试验操作、调试,总共完成调试工作84项,2013年12月25日,示范工程终于建成投产。“那会儿海岛大桥还在建设,从市区上到岛上换流站要3个多小时,为了抢进度、跟好现场,我们团队很多人都主动放弃休假,好几个星期才回市区,休息的时间非常少,同事董华梁最长的一次在站里连续呆了一个多月,多数时间他都守着电脑,编写程序、完善运维管理章程。大家都说,‘董工太投入了,不喊他的话,他真的会忘了吃饭’,这也给其他同事增加了一项‘重要工作’就是喊他吃饭。”,陈涛笑着回忆了峥嵘岁月。

采访中,陈涛也谈到,“南澳柔直工程项目”的验收投运比预想的要顺利很多。但是毕竟是前沿科技技术,系统运行的不确定因素多,只能在实践中不断摸索前进。果然,投产后第一年,2014年一年跳闸14次,所幸项目团队集思广益,每一次跳闸都能找出问题,并从根本上进行解决。此后,2015年跳闸10次,2016年跳闸三四次,去年才跳闸一二次,跳闸的次数一年比一年少,运行情况一年比一年好,柔直项目发挥的作用越来越大。据统计,从2014年到2017年,柔直示范工程累计输送电量9.3亿千瓦时,综合能量可用率达95%,“柔直”技术的作用大大超出预期。

多端柔直技术既解决了风电波动的影响,也解决了交流电网故障对风电场弃风的影响,它现在可是千家万户的强大电源,当然它还有另外一个重要角色,那就是电力先进技术的试验基地。经过无数次试验,在直流线路和设备如果发生故障的情况下,直流断路器终于可以在5毫秒内快速切除,这意味着直流电流没有过“0”点无法拉断电弧这一世界难题在工程现场得到解决。去年11月,柔直工程列入国家能源局首批《中国制造2025》机械式高压直流断路器示范工程建设。

柔直项目的引以为傲,靠的是汕头供电局“南澳柔直工程项目”团队的自主创新,在前端科技应用上走在全国乃至全世界前列。同时,柔直集控中心也成了人才成长的摇篮,站长、值班长的“黄埔军校”,4年多来,柔直集控中心培养了许多业务骨干输送在供电系统各个部门。

4年多来,“南澳柔直工程项目”团队总共开展了4项科技项目、4项职工创新项目、1项技改项目,也获得省公司职工创新奖3项,公司技术改进贡献奖1项,获南方电网公司“金点奖”大赛“作业指导”铜奖,还申请了2项软件著作权、7项发明专利、8项实用新型专利。2015年,项目团队针对实际工作中柔性直流换流阀的子模块更换不便的问题,设计了适用于升高车工作平台的±160千伏南澳多端柔直塑城换流站MMC换流阀子模块快速更换平台,做成了科学技术创新项目。2015年全年,塑城换流站累计更换50个子模块,金牛换流站累计更换4个子模块,青澳换流站累计更换13个子模块。“南澳柔直工程项目”团队设计的快速更换平台能够将单个模块更换时间缩短至2小时。由于模块更换时无法单站操作,必须三个站一起联动停运,所以模块更换效率的提升是具有倍乘效应的,仅模块更换这一项,每年可缩短停电时间累计就达到了134个小时。

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