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江蘇經研院積極探索柔性輸電技術應用

來源:杭梅電氣股份有限公司 發布時間:2022-03-17 06:10:27

  柔性輸電技術具備靈活、精準調節電網潮流、電壓等特點。近年來,針對江蘇電網發展情況,江蘇經研院積極探索柔性輸電技術應用,先后參與多個柔性輸電工程——持續探索柔性輸電技術應用。

  11月25日,蘇通GIL多端柔性直流輸電、線間潮流控制器、南京中心城區背靠背柔直三支創新團隊召開了年度計劃制定會,明確了下一階段新一代柔性電網聯合攻關工作計劃。這三支創新團隊由國網江蘇省電力有限公司經濟技術研究院聯合設備廠商、高校、設計院組建。

  隨著電網不斷發展,江蘇電網呈現各線路潮流分布不均、蘇北向蘇南輸電資源緊張、變電容量分布與負荷發展不平衡等問題。柔性輸電技術因其可靈活、精準調節電網潮流、電壓等特點,為解決傳統電網困局提供了全新思路。

  “傳統電力系統中電流是自然分布的。柔性輸電技術作為新一代電力系統技術的代表,為電力輸送裝上了精準的調度器,能夠實現電流的完全精準控制,有效提升電網的輸送能力和安全穩定水平?!苯K經研院規劃發展研究中心主任高正平說。

  近年來,江蘇經研院積極探索柔性輸電技術應用,先后參與南京西環網220千伏統一潮流控制器(UPFC)示范工程、蘇州南部電網500千伏UPFC示范工程、江蘇海上風電柔性直流接入系統工程等,不斷探索柔性輸電技術應用。

  探索UPFC升級版——IPFC

  柔性輸電包括柔性交流輸電和柔性直流輸電。其中柔性交流輸電技術的典型代表就是統一潮流控制器(UPFC)。該技術能夠控制交流輸電線路的電流、電壓,在負荷密集地區和新能源的輸送通道中有著廣泛的應用前景。

  “UPFC被稱為電網的智能導航系統。目前,江蘇已經建成投運了南京西環網UPFC工程和蘇州南部電網UPFC示范工程?!苯K經研院規劃發展研究中心專職蔡暉說,“我們又提出了UPFC的升級版——線間潮流控制器(IPFC)的設想,并且已經開展了相關的研究?!?/p>

  南京西環網UPFC工程2015年12月建成運行,成功解決了地區輸電潮流不均的問題,提升西環網地區約60萬千瓦受電能力。2017年12月,蘇州南部電網UPFC示范工程實現了500千伏電網電能流向的靈活、精準控制,最大可提升蘇州電網電能消納能力約130萬千瓦。

  “IPFC相當于多個UPFC的組合,能夠同時控制多條輸電線路輸送功率,是更為先進的柔性交流技術,目前還沒有應用先例?!辈虝熣f。

  今年9月以來,江蘇經研院深入研究IPFC的技術原理和應用場景,并模擬分析了江蘇電網跨江輸電通道應用IPFC的可行性。

  目前江蘇共有4條500千伏過江通道和1條1000千伏GIL過江通道。根據仿真測算,隨著江蘇電網負荷不斷增加,潮流分布不均勻的問題將繼續加重,可能出現部分過江通道重載而部分輕載的情況。

  “經過計算,IPFC可以有效平衡5條線路的輸電功率,提升輸送能力約300萬千瓦,相當于替代一條500千伏跨江輸電線路。同時,電網潮流得到優化,提升江蘇新能源消納能力約800萬千瓦?!辈虝熣f。

  探索柔性輸電技術多場景應用

  “常規的直流輸電已經廣泛應用于大規模遠距離電能傳輸,但常規直流只能做到點對點傳輸,而且輸送功率必須恒定,無法應用于其他場景?!苯K經研院規劃中心孫文濤說,“柔性直流輸電技術就解決了這項難題?!?/p>

  今年年初,江蘇省發改委連續核準批復24個海上風電項目,規??傆?70萬千瓦。與此同時,江蘇經研院組織相關研究機構啟動了江蘇海上風電柔性直流接入課題研究。

  “如果采用交流輸電,長距離的海底電纜輸電將帶來嚴重的過電壓問題。而傳統的直流輸電無法適應風力發電的波動特性。柔性直流輸電技術讓大規模遠距離的海上風電接入電網成為可能?!睂O文濤說。

  8月13日,由江蘇經研院編制的《江蘇電網海上風電輸電規劃研究報告》正式通過并實施。10月16日,江蘇海上風電柔性直流輸電方案通過專家評審。

  同時,江蘇經研院還承擔了國家電網有限公司指南項目《柔性輸電網規劃評估方法及應用關鍵技術研究》。該項目提出了一套評估柔性輸電裝置應用的量化指標,建立了規劃評估體系,能夠有效指導柔性輸電裝置在規劃電網中的場景應用、選址定容、技術經濟分析,實現柔性直流輸電在城市配電網中的應用。

  “以南京中心城區電網為例:新街口附近分布著政府部門和商業客戶負荷,電網改造升級十分困難。為此,我們提出了采用柔性直流輸電的解決方案?!苯K經研院規劃中心輸網規劃室副主任張文嘉說,“如果按照傳統思路,這就需要在城市核心區新建電纜通道,投資巨大且幾乎無法實施。而柔性直流輸電方案可基于現有的輸電走廊完成升級改造,實現電網供電可靠性全面提升?!?/p>

  技術團隊通過仿真計算得出,在部分線路檢修期間,該方案可將地區電網可靠性提高50%,檢修停電面積減少30%。

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