“7613斷路器運行正常。”2月22日，寧夏±800千伏靈州換流站運維人員開展設備巡查和運行數(shù)據分析作業(yè)。靈州—紹興±800千伏特高壓直流工程(以下簡稱靈紹直流)累計向華東電網輸送電能已超2000億千瓦時。工程投運后，國網寧夏超高壓公司自主研發(fā)斷路器智能診斷數(shù)據分析系統(tǒng)，消除新設備源頭隱患，保障換流站安全穩(wěn)定運行。
寧夏電網是“西電東送”的重要送端，靈紹直流和寧東—山東±660千伏直流輸電工程(以下簡稱銀東直流)兩大直流通道外送能力達1200萬千瓦，“強電網、大送端”特征明顯。靈紹直流、銀東直流的很多設備均為國內首臺首套，國網寧夏電力有限公司堅持創(chuàng)新驅動，以直流關鍵技術攻關助力兩大直流外送通道安全穩(wěn)定運行。
堅持需求導向 解決技術難題
銀東直流是世界首個±660千伏電壓等級直流輸電工程，設備均為國內首臺首套。自2011年接手銀東直流運維工作起，國網寧夏超高壓公司(當時為寧夏電力檢修公司)成立±660創(chuàng)新工作室，在運維中發(fā)現(xiàn)問題，在反復試驗中尋求解決問題的辦法。
“電網的創(chuàng)新，就是要以現(xiàn)場需求為導向，解決好生產中遇到的實際問題。”國網寧夏超高壓公司總經理、±660創(chuàng)新工作室?guī)ь^人劉志遠說。
換流站常規(guī)非電量保護采用二取一設計，存在單一接點誤動導致保護動作的隱患。針對這一問題，±660創(chuàng)新工作室在銀東直流投運初期提出非電量保護三取二邏輯。“二取一的話，只要有一個節(jié)點發(fā)生閉合，保護裝置就會動作，造成設備跳閘。三取二的話，只有兩個節(jié)點同時閉合才能造成保護裝置動作，提高了故障判別的準確性，避免節(jié)點誤動導致設備跳閘，提升直流可用率。”銀川東換流站檢修班技術員陸洪建介紹。目前，該項技術已在國內其他換流站得到推廣。
國網寧夏電力圍繞直流運維中的難點問題建立儲備庫，通過技術創(chuàng)新探索隱患治理的新路徑。
“以前，更換故障斷路器需要進行高空吊裝，受濾波器場‘田字型’布置方式所限，吊車與母線安全距離不夠，得陪停大組母線。”靈州換流站運維值班長雷戰(zhàn)斐說。為此，國網寧夏電力結合科技項目成果及現(xiàn)場安裝條件，經過現(xiàn)場反復試驗，于2019年9月自主創(chuàng)新斷路器“平移作業(yè)法”。該方法通過控制液壓千斤頂和預制式道軌將斷路器從原來的母線下方推出，避免了吊車在母線上方進行高空作業(yè)，實現(xiàn)在濾波器場更換斷路器不停母線、不降負荷、不增工期，提高現(xiàn)場檢修效率。該技術已在寧夏、新疆等地的換流站應用。
加強科研攻關 填補技術空白
在巴基斯坦默蒂亞里，由國家電網有限公司承建的±660千伏默拉直流輸電工程正向巴基斯坦中部負荷中心送電。工程的控制保護系統(tǒng)中應用的“交直流斷面連鎖防控”“單換流器快速隔離與自動重啟”兩項核心技術均來自±660創(chuàng)新工作室。
換流站開展單個斷路器檢修時，一旦一串設備內另一個斷路器出現(xiàn)偷跳等故障，可能出現(xiàn)故障無法迅速切除、影響其他直流設備的情況。國網寧夏超高壓公司研制換流變壓器交直流斷面連鎖防控裝置，實現(xiàn)“N-1”工況下開展單個斷路器檢修時故障類型無死區(qū)識別及運行方式自適應，保護動作時間縮短至原來的十分之一，運行方式識別能力由33%提升至100%。
國網寧夏電力加強科研攻關，實現(xiàn)了單換流器故障快速識別、隔離，首創(chuàng)健全換流器自動重啟技術，重啟時間從人工方式的小時級降至毫秒級，穩(wěn)控系統(tǒng)切荷量降低50%。該項成果自2016年在寧夏電網應用以來，銀東直流、靈紹直流保護裝置動作正確率保持100%。
如今，這兩項技術已成為多數(shù)在建在運特高壓直流工程的標準配置。寧夏直流控制保護技術已隨直流輸電工程成套出口國際市場。
國網寧夏電力多項直流創(chuàng)新成果填補了國內的技術空白，解決了室內電力設備智能化巡檢覆蓋率低、換流變勵磁涌流干擾大、晶閘管測試效率低等諸多難題。2021年11月25日，寧夏回族自治區(qū)科學技術獎勵大會召開，“直流輸電控制保護技術在寧夏電網的優(yōu)化及應用”獲寧夏科學技術進步一等獎。
強化戰(zhàn)略引領 推動能源轉型
2月23日，在寧夏電科院仿真實驗室，電網技術中心副主任李旭濤與同事對寧夏電網高比例新能源多直流送端電網穩(wěn)定特性及控制進行仿真分析，為寧夏第三條直流外送通道——“寧電入湘”工程的落地提前開展技術攻堅。
“寧電入湘”工程是以輸送風電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電為主的特高壓輸電通道。目前，工程送受端省份已就送受電協(xié)議、核準開工、新能源裝備制造產業(yè)園建設等達成一致。
針對“寧電入湘”工程規(guī)劃建設及投運后寧夏電網面臨的安全穩(wěn)定運行、市場機制構建等關鍵技術問題，國網寧夏電力在2021年年初啟動“寧夏‘風光儲輸一體化’及‘源網荷儲一體化’示范工程關鍵技術研究及應用”重大專項，在電網規(guī)劃、調控運行、儲能應用、電力市場等4個技術領域，聯(lián)合國內一流高?？蒲性核_展攻關。
目前，國網寧夏電力已取得寧夏高比例新能源系統(tǒng)網架形態(tài)與規(guī)劃關鍵技術、寧夏交直流混聯(lián)電網多場站新能源接納規(guī)模量化評估及控制提升技術、跨區(qū)電網源荷不確定性安全風險在線評估與智能防御技術、高比例新能源區(qū)域電網消納受阻因素智能辨識及輔助決策技術等10項階段性成果。
“我們多次邀請高校及科研院所對研究成果進行輔導，通過對風光儲輸、源網荷儲‘兩個一體化’的科研攻關，為‘寧電入湘’工程規(guī)劃、設計及運行提供重要技術支撐。”國網寧夏電力科技互聯(lián)網部負責人說。（史慧敏、鄧悅怡、史磊）
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