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持续探索柔性输电技术应用

作者:中国储能网新闻中心 来源:国家电网报 发布时间:2019-12-03 浏览:
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11月25日,苏通GIL多端柔性直流输电、线间潮流控制器、南京中心城区背靠背柔直三支创新团队召开了年度计划制定会,明确了下一阶段新一代柔性电网联合攻关工作计划。这三支创新团队由国网江苏省电力有限公司经济技术研究院联合设备厂商、高校、设计院组建。

随着电网不断发展,江苏电网呈现各线路潮流分布不均、苏北向苏南输电资源紧张、变电容量分布与负荷发展不平衡等问题。柔性输电技术因其可灵活、精准调节电网潮流、电压等特点,为解决传统电网困局提供了全新思路。

“传统电力系统中电流是自然分布的。柔性输电技术作为新一代电力系统技术的代表,为电力输送装上了精准的调度器,能够实现电流的完全精准控制,有效提升电网的输送能力和安全稳定水平。”江苏经研院规划发展研究中心主任高正平说。

近年来,江苏经研院积极探索柔性输电技术应用,先后参与南京西环网220千伏统一潮流控制器(UPFC)示范工程、苏州南部电网500千伏UPFC示范工程、江苏海上风电柔性直流接入系统工程等,不断探索柔性输电技术应用。

探索UPFC升级版——IPFC

柔性输电包括柔性交流输电和柔性直流输电。其中柔性交流输电技术的典型代表就是统一潮流控制器(UPFC)。该技术能够控制交流输电线路的电流、电压,在负荷密集地区和新能源的输送通道中有着广泛的应用前景。

“UPFC被称为电网的智能导航系统。目前,江苏已经建成投运了南京西环网UPFC工程和苏州南部电网UPFC示范工程。”江苏经研院规划发展研究中心专职蔡晖说,“我们又提出了UPFC的升级版——线间潮流控制器(IPFC)的设想,并且已经开展了相关的研究。”

南京西环网UPFC工程2015年12月建成运行,成功解决了地区输电潮流不均的问题,提升西环网地区约60万千瓦受电能力。2017年12月,苏州南部电网UPFC示范工程实现了500千伏电网电能流向的灵活、精准控制,最大可提升苏州电网电能消纳能力约130万千瓦。

“IPFC相当于多个UPFC的组合,能够同时控制多条输电线路输送功率,是更为先进的柔性交流技术,目前还没有应用先例。”蔡晖说。

今年9月以来,江苏经研院深入研究IPFC的技术原理和应用场景,并模拟分析了江苏电网跨江输电通道应用IPFC的可行性。

目前江苏共有4条500千伏过江通道和1条1000千伏GIL过江通道。根据仿真测算,随着江苏电网负荷不断增加,潮流分布不均匀的问题将继续加重,可能出现部分过江通道重载而部分轻载的情况。

“经过计算,IPFC可以有效平衡5条线路的输电功率,提升输送能力约300万千瓦,相当于替代一条500千伏跨江输电线路。同时,电网潮流得到优化,提升江苏新能源消纳能力约800万千瓦。”蔡晖说。

探索柔性输电技术多场景应用

“常规的直流输电已经广泛应用于大规模远距离电能传输,但常规直流只能做到点对点传输,而且输送功率必须恒定,无法应用于其他场景。”江苏经研院规划中心孙文涛说,“柔性直流输电技术就解决了这项难题。”

今年年初,江苏省发改委连续核准批复24个海上风电项目,规模总计670万千瓦。与此同时,江苏经研院组织相关研究机构启动了江苏海上风电柔性直流接入课题研究。

“如果采用交流输电,长距离的海底电缆输电将带来严重的过电压问题。而传统的直流输电无法适应风力发电的波动特性。柔性直流输电技术让大规模远距离的海上风电接入电网成为可能。”孙文涛说。

8月13日,由江苏经研院编制的《江苏电网海上风电输电规划研究报告》正式通过并实施。10月16日,江苏海上风电柔性直流输电方案通过专家评审。

同时,江苏经研院还承担了国家电网有限公司指南项目《柔性输电网规划评估方法及应用关键技术研究》。该项目提出了一套评估柔性输电装置应用的量化指标,建立了规划评估体系,能够有效指导柔性输电装置在规划电网中的场景应用、选址定容、技术经济分析,实现柔性直流输电在城市配电网中的应用。

“以南京中心城区电网为例:新街口附近分布着政府部门和商业客户负荷,电网改造升级十分困难。为此,我们提出了采用柔性直流输电的解决方案。”江苏经研院规划中心输网规划室副主任张文嘉说,“如果按照传统思路,这就需要在城市核心区新建电缆通道,投资巨大且几乎无法实施。而柔性直流输电方案可基于现有的输电走廊完成升级改造,实现电网供电可靠性全面提升。”

技术团队通过仿真计算得出,在部分线路检修期间,该方案可将地区电网可靠性提高50%,检修停电面积减少30%。

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