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國際首個220千伏短路電流柔性抑制示范工程建成投運

2020-12-25 10:48  來源:國家電網報  瀏覽:  

12月15日,位于浙江寧波的500千伏天一變電站220千伏正母分段快速開關和快速控保順利啟動,標志著國際首個220千伏短路電流柔性抑制示范工程建成投運。該示范工程在控制短路電流的同時,能有效降低短路電流控制措施對系統運行方式的影響,實現控制影響“零感知”,提高電網運行效益,為短路電流控制手段開辟了新道路。
 

12月18日,國網浙江電力圓滿完成了220千伏天惠線單相人工短路接地試驗。該試驗是500千伏天一變電站短路電流柔性抑制示范工程的實戰驗證環節,標志著短路電流柔性抑制技術完全滿足實用化需求。

隨著特高壓和新能源發電的快速發展,短路電流已不再是簡單的“越小越好”,而是呈現“雙刃劍”特征。一方面,較低的短路容量會影響特高壓直流和新能源的安全穩定;另一方面,過高的短路電流則會制約設備運行和網架建設。

常規的短路電流控制措施在降低短路電流的同時,也會削弱電網網架強度,降低電網運行的可靠性、經濟性和靈活性。浙江地域面積小,負荷密度大,短路電流控制問題已成為制約浙江電網發展和安全經濟運行的主要矛盾之一。目前,浙江全省有110余條220千伏空充線路,占比達9%,5座500千伏變電站采取分列運行,占比達10%,面臨資源有效利用的難題。

為構建技術先進、經濟適用、便于推廣的短路電流控制方案,國網浙江電力以能源互聯網形態下多元融合高彈性電網建設為主陣地,聯合中國電科院、國網經研院、平高集團、南瑞集團、合肥工業大學和華北電力大學等產學研單位開展了短路電流柔性抑制關鍵技術研究和示范工程建設,利用快速開關和快速控保兩個關鍵裝備和技術,研制出一套短路電流柔性抑制解決方案:在發生短路故障時,快速控保極速反應,派出快速開關“先遣隊”,快速開關能夠以2倍于常規開關的速度率先開斷(<25毫秒),從而減小故障時流過常規開關的短路電流;再由常規開關完成組合開斷,消除短路故障;待故障消除后,快速開關將自動合上,恢復正常運行方式。

在18日開展的實戰試驗中,為確保試驗安全有效開展,試驗采用基于無人機的人工短路接地試驗裝置進行大、小故障電流驗證。無人機具有飛行速度和坐標可精準控制的優勢。通過絕緣阻燃繩與金屬引弧線一端相接,控制無人機牽引引弧線飛行,使引弧線與引弧框平穩接觸,模擬出輸電線路單相人工短路接地故障。

兩次短路試驗中,快速控保在2.2毫秒內下達分閘指令,快速開關在20.1毫秒內完成了故障開斷,均優于設計指標;接地后快速控保極速反應,快速開關快速準確動作,以2倍于常規開關的速度率先開斷,有效減小故障時流過常規開關的短路電流。本次試驗完整模擬了電網受到擾動后快速開關動作柔性抑制短路電流全過程,驗證了短路電流柔性抑制技術的有效性。

短路電流柔性抑制技術將常態化的短路電流控制措施轉變為動態控制,實現了“柔性”抑制,創新短路電流綜合控制體系。

天一變電站短路電流柔性抑制示范工程投運后,可靈活安排天一變與周圍500千伏變電站聯合供區運行,充分利用周邊500千伏主變壓器變電容量和供區間聯絡通道能力,有效緩解天一變電站主變壓器壓力,提高局部電網供電能力和供電可靠性。

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