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      南京南瑞繼保電氣有限公司
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      《中國電力報》:搶占柔直控制保護制高點

      2014-07-23 信息來源:中國電力報

      編 者按:如果說上海南匯柔性直流輸電示范工程實現兩端柔直控制保護是一項壯舉,那么,6月27日投運的浙江舟山多端柔性直流輸電工程,實現五端柔直控制保護 則是控制保護史上里程碑式的進展。它攻克了多端柔性直流輸電控制保護這一世界難題,使我國在世界上率先掌握了多端柔性直流輸電設計、試驗、建設、調試和運 行全系列核心技術,站在了世界控制保護技術的最前沿。


          備受業界矚目,歷時15個月,總投資42.1億元的浙江舟山±200千伏多端柔性直流輸電工程終于進入“服役期”。該工程也是世界上已投運的端數最多、電壓等級最高、單端容量最大的多端柔性直流工程。

          伴隨著工程投運,多端柔性直流輸電工程的“心臟”難題——控制保護也逐漸揭開了其神秘面紗。那么,經過大型示范工程的應用,控制保護究竟研發到何種程度?有何先進性?今后推廣的趨勢如何……帶著這些疑問,《中國電力報》記者采訪了控制保護行業內的專家。


          掀起多端柔直控制保護神秘面紗

            柔性直流輸電是一種新型輸電技術,可以快速獨立地調節有功功率和無功功率,控制公共連接點的交流電壓,潮流反轉方便靈活,可以為無源系統供電。柔性直流輸 電的特點是控制靈活、智能化程度高,在提高電力系統穩定性、改善電能質量等方面都具有較強的技術優勢,環保性好、占地面積小。它可以廣泛應用于可再生能源 并網、分布式發電并網、孤島供電、城市電網供電等領域。

          柔性直流輸電憑借自身的技術特點,可以有效解決當前交流電網中存在諸多問題。而控制保護對柔性直流輸電工程的性能、安全和穩定性起著至關重要的作用,是保證系統運行的關鍵,技術復雜性遠高于傳統的直流輸電系統控制保護。

            那么,柔性直流輸電系統控制保護與傳統直流輸電系統控制保護有怎樣的不同,南瑞繼保電氣有限公司的田杰博士為《中國電力報》記者作出了解答:“傳統的直流 輸電換流閥采用晶閘管器件直接串聯,要求控制系統實現晶閘管開通控制,由于晶閘管器件直接串聯,所有器件同時控制開通。而柔性直流輸電控制比傳統直流輸電 復雜得多,以舟山工程為例,一個換流站有1260個功率模塊,這些模塊都需要逐一地控制,以實現整個換流站的功率轉換。需要滿足協調控制、電壓均衡控制, 環流抑制等特殊要求。”目前,我國柔性直流輸電控制保護系統投入實際應用的有上海南匯、南澳工程和舟山示范工程。而此次投運的舟山多端直流輸電示范工程實 現了五端應用,較兩端控制保護難度大大提升。

          與此前上海南匯的兩端柔性直流輸電相比,舟山五端柔性直流輸電在國際上尚屬首例。舟山工程包括五個換流站的控制保護,需要實現多端協調控制和保護功能,實現多電源供電和多落點受電,較為復雜。

          此外,舟山電網是復雜的交直流混聯電網,島上的交流電網相對較弱,更要考慮穩定性。島上風電接入、沖擊負荷對原來的電網有較大沖擊。因此控制保護要充分考慮新能源的接入、弱電網、交直流混合運行等要求。


          未來十年迎來快速發展

          業內人士表示,柔性直流輸電是高壓直流輸電領域的“新生代”,能夠友好適應風電功率的劇烈波動,提供穩定可靠的電力供應,實現清潔能源的全額消納。之前,柔性直流的關鍵技術僅被少數發達國家掌握,在控制保護方面,能夠借鑒的經驗很少。

          “國際上在柔性直流輸電控制保護生產廠家主要有ABB、西門子、阿爾斯通等企業。

          雖然這些企業對該技術的研究早于國內企業,但是對于這項技術,目前國內企業與國外企業基本處于同一起跑線。”田杰表示。

          此前,ABB公司最早將柔性直流輸電技術應用到商業工程。2010年底,西門子的首個柔性直流輸電工程在美國投運。

          2011年5月,上海南匯柔性直流示范工程掛網運行。可以看出,從時間上,我國與國外公司幾乎齊頭并進。但是在多端柔性直流輸電工程以及控制保護方面,我國走在了世界前列。

          目前,我國已經有南瑞繼保等少數企業具備柔性直流控制保護的生產能力。南瑞繼保為舟山工程提供了全套的五端控制保護設備和定海、岱山、衢山三站的換流閥以及電子式互感器。

            因為沒有可借鑒的經驗,國內企業也是摸著石頭過河。田杰透露:“多端柔性直流控制保護從控制保護平臺和硬件設計方面必須滿足應用要求。要在控制保護策略方 面進行反復研究,并建立仿真平臺對控制保護系統進行驗證。舟山工程,我們開發了仿真系統,進行了仿真驗證,對控制保護進行了500多項試驗。”對于未來柔 性直流輸電控制保護系統的發展前景,田杰表示,常規的直流輸電是上世紀50年代就提出了,但是真正的大規模應用是等到晶閘管技術成熟之后,取得了快速的發 展。柔性直流輸電作為新的技術,比傳統直流輸電有很多優勢,能夠實現多電源供電、多落點受電,提供一種更為靈活、可靠的輸電方式,在風電等新能源并網、向 遠距離負荷供電、構筑城市直流配電網等領域具有廣闊的應用前景。柔性直流控制保護技術的突破,將促進柔性直流輸電在今后十年快速發展。就如同傳統直流輸 電,在技術突破后會有快速發展。(2014年7月17日中國電力報記者:秦虹)


       


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