大型火電基地電力外送規(guī)劃研究時揭示了我國電力對遠距離、大容量輸電技術以及安全、經濟、可靠輸電方案的巨大緊迫需求，于是原華北電管局與華北電力設計院共同提出了這樣一個課題：遠距離、大容量輸電技術及安全經濟輸電方案的研究，此項課題逐步分解為三個研究方向，一是串補輸電，二是緊湊型線路，三是安全經濟輸電方案。
內蒙古大唐國際托克托發(fā)電公司作為國內大型的火電廠，功率送出受到制約，而串補是一種十分經濟有效的遠距離交流輸電措施，已得到了廣泛地應用，且串補度越高越經濟。但是，托克托電廠采用串補輸電后，將很有可能造成電廠機組出現次同步諧振(SSR)問題。若能妥善解決嚴重SSR問題，就可以解決火電基地電力遠距離獨立輸送這一制約發(fā)電廠的難題?！?/p>
難度最大的串補工程
由于國內外還沒有應用阻塞濾波器加串補增大電量送出的經驗，托電成為第一個吃螃蟹的人，攻克的一個個難關，最終的勝利得益于心中必勝的信念。
“這套世界最大的串補裝置成功投運，長了大唐人的志氣，長了中國人的志氣！”曾經參與這項工程的老員工王有忠激動地表示。
在此之前最大送出容量只有394萬千瓦，而對于總容量480萬千瓦來說相當于有86萬千瓦容量不能送出，嚴重影響了該公司的經濟效益。為提高托電輸電線路的送出能力，經華北電網公司以及華北電力設計院、華北電科院、美國GE公司等單位長期研究，決定由托電負責在廠內加裝抑制串補投運后產生的次同步諧振的阻塞濾波器裝置，由華北電網公司負責在已建輸電線路的基礎上，在渾源開閉所加裝串補裝置，從而共同解決送出瓶頸問題。 此項方案經濟性高、輸電能力大、安全可靠性好，并針對發(fā)揮該方案優(yōu)勢的最大障礙——次同步諧振(SSR)問題開展了長期的研究、試驗與驗證工作，在SSR措施選擇與研究、機組軸系優(yōu)化設計、阻塞濾波器成套設計、機組軸系參數準確測試、發(fā)電機參數準確測試、SSR分析研究方法等相關的技術領域均取得了較大突破，并成功在托電實現了典型示范應用。
由于線路長、輸送容量大、工況復雜，特別是串補投運后會產生次同步諧振等不利因素，使這一工程成為迄今為止世界上難度最大的串補工程。
阻塞濾波器安裝、調試
接過“接力棒”自主研發(fā)
從2004年開始，托電與華北設計院、華北電科院、美國GE公司等各參與方通力協作，開展了工程設計、參數采集、數據處理、方案確定、工程招標、設備選型、監(jiān)造、現場安裝、調試等各項工作。阻塞濾波器工程采用美國GE公司設備及技術，GE公司派出技術專家進行安裝調試。據參加過調試的技術人員回憶，有一次美國GE公司專家在安裝調試中，連續(xù)熬了三天三夜沒能成功，最后用擔架將其從現場抬出。由于工程難度大，GE公司專家對此項工程失去了信心。
然而美國專家的離開并沒有導致工程的中斷，托電公司技術人員與華北電力設計院、華北電科院的技術人員接過“接力棒”，他們經過反復研究，攻克一道道難關，自主解決了工程難題，大大長了中國人的志氣。
在參與各方的共同努力下，阻塞濾波器裝置于2008年3月按工程節(jié)點正式安裝完畢。隨著調試、試驗完畢，2011年1月11日，托源側四套串補投入運行，托電送出負荷極限由394萬千瓦提高至470萬千瓦。
2013年3月29日，托克托發(fā)電公司生產調度中心歡呼聲不斷，該公司送出線路8套串補全部投運；19時17分，全廠最高負荷達到了481.5萬千瓦，這是托電公司投產后首次實現8臺60萬千瓦機組同時滿負荷運行，標志著該公司電力輸出能力不再受限，實現建廠以來歷史性突破。
項目成功應用意義深遠
線路串補的投入有效地解決了托電公司8臺60萬千瓦機組和五期工程2臺66萬千瓦機組電力送出瓶頸的制約，為大負荷時期穩(wěn)發(fā)、增發(fā)電量和五期工程的開工建設提供了有力保障，增強了企業(yè)的盈利能力，為打造蒙西煤電效益基地奠定了堅實的基礎，也為集中大規(guī)模輸電技術的應用起到良好的示范作用。
2014年6月26日，中國電機工程學會在北京組織召開了“串補輸電及抑制嚴重次同步諧振(SSR)技術研發(fā)及應用”項目技術鑒定會。鑒定委員對本項目成果的主要鑒定意見如下：項目為國內首創(chuàng)，整體達到國際先進水平，異步自勵磁參數測辨及抑制技術達到國際領先。托電串補和阻塞濾波器系統已成功實施，至今運行近五年，經濟穩(wěn)定甚好，從而為上述串補輸電方案提供了一個更加典型的示范。
該項目獲2015年中國電力科學技術進步二等獎。此外還獲得中國大唐、華北電網和華北電力設計院的相關科技進步一等獎4項。該項目獲得4項授權的發(fā)明專利，包括新型阻塞濾波器、阻塞濾波器失諧故障的繼電保護方法、發(fā)電機異步自激振蕩保護裝置及保護方法和同步發(fā)電機參數獲取方法及系統。
該工程提出的3至4回串補線路遠距離送電至負荷中心的方案解決了托克托、錦界、府谷、上都等電廠的遠距離輸電問題，保證了京津冀的電力供應，降低了東部地區(qū)的排放總量，節(jié)約了線路走廊，推動了內蒙、陜北邊老區(qū)的經濟發(fā)展；托電面臨著目前世界上最嚴重、復雜的SSR問題，其成功解決已經成為一個新的示范，為火電遠距離安全經濟輸送提供了新的思路；本工程近20年的持續(xù)研究和技術攻關，先后與浙江大學、清華大學、華北電力大學以及中國電力科學研究院合作，培養(yǎng)和鍛煉了大批技術人才，在多個領域的技術突破和創(chuàng)新提升了我國的設備設計制造水平，豐富了相關理論、試驗和研究方法，提高了設備相關參數試驗測量精度，拉近了仿真與實際的距離，推動了電力科技和相關領域的進步。（徐超雷）
