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电网的潮流「电力看县域经济」

时间:2023-05-06 18:21:11来源:搜狐

今天带来电网的潮流「电力看县域经济」,关于电网的潮流「电力看县域经济」很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

六月的浙江,虽已入夏,依然带着晚春的凉意。

6月13日,连绵的阴雨暂歇,趁着“梅姑娘”打盹儿的间隙,我和同事陈聪驱车从杭州出发穿过工业园区密集的湖州长兴李家巷镇,来到220千伏祥福变,为全国首套分布式潮流控制器(DPFC)“庆生”。

三天后,这套装置将迎来首检。赶在此前,我们需要探究清楚,投运的一年里,它怎样凭本事“引领潮流”。

进入变电站,除了常规的变压器、断路器,还有一套由6排铁制“收纳箱”排列成的设备,非常引人注目,这就是今天的主角,分布式潮流控制器(以下统一简称DPFC),垒成9个一组,共54个模块。

DPFC装置。这是一种基于大功率电力电子技术的新型柔性潮流控制装置,可通过改变线路阻抗控制,实现目标潮流断面的优化控制

“在此之前,甘泉、祥福这两条线路承受着这个年纪不该有的压力!”为我们介绍的是国网湖州供电公司调控中心沈诚亮。这是一个干练的汉子,语速快且思路清晰,说话间几乎没有卡顿。

据他介绍,自祥福变投运以来,由于地方区域性负荷增长的不确定性,导致湖州电网在特定运行工况下潮流分布严重不均,在夏季用电高峰时,甘泉-祥福输电通道处于重载运行,达稳定限额90%,供电能力高度依赖长燃电厂机组长期顶峰发电。而妙西-扬子输电通道处于轻载运行,负载率仅为20%。

“就是旱的旱死涝的涝死,负荷分布非常不均衡。”沈诚亮说,在过去传统做法是刚性投入提高最大供电能力,也就是追加投资,新建设备提高电网承载力的上限。但是,这种方案建设周期长、投资大、占地大等问题,难以兼顾电网运行与投资效益。

“尤其基建涉及土地征用,多方利益相关,都得一一谈妥,这一谈就不知道要多久了……”沈工摇了摇头,没有继续说下去,但是从他的话里和表情上,我们能感受到,这是一个有故事的男人。

近些年,随着电网的发展,我国电网调峰问题日益突出,负荷和潮流分布不均衡成为造成部分断面潮流越限,制约局部供电能力和效能提升的典型现象。而浙江电网调峰困难尤为突出。

对此,国网浙江电力秉承充分唤醒沉睡资源的原则,提出了应用分布式潮流控制技术提高电网潮流弹性的创新方案。通过加装DPFC装置,将易过载线路上的电流“挤压”到其他承载力更大的线路上,也可以将电流“吸引”到低载线路上,从而动态优化电网潮流分布,有效缓解部分重载线路的过载压力,提升区域电网的整体承载力和安全性。

似乎觉得这个解释过于专业,沈诚亮又给我们打个比方,DPFC的作用类似于武侠里的“乾坤大挪移”。

“你们开车吗?”他突然问。

“开。”“会开。”

“那好解释了,其实DPFC就像是现在城市里的智能交通系统。”沈诚亮努力为我们进一步解释:由A到B的两条道路中,一条道路车流量大但车道狭窄,另外一条道路宽但车流少,分布式潮流控制器就像交警,通过限流或引流的方式进行调节,从而使道路更好地被利用,这种“车流”的再分配就是分布式潮流控制器的工作机制,这种简单的调配,相比拓宽原有道路更加高效且见效更快。

这个解释非常到位了。但是,关于DPFC的原理,我和陈聪本就知道,毕竟我俩当初也是学电的工科生,而且来之前还专门做了功课。

“DPFC的主要功效是实现电网潮流分布动态优化,对城市发展和电网分布间的偏差进行合理修正,从而延缓电网建设改造的周期或者是为电网补强抢出更多时间。我们是否可以把它理解成一种电网‘续命’装置?”我问。

沈诚亮愣了一下,“续命这个说法有点新鲜,确实有这种作用,但又不限于此,比如,通过DPFC释放出的潮流裕度也为这片区企业屋顶光伏、集中光伏等清洁能源并网畅通了通道,保障新能源全额消纳”。

“那,在成效上是否有更具体的量化数据呢?”陈聪问。

“没有,很难量化。”沈诚亮干脆利落地回复,“实话实说,其实我感觉没啥好说的,当初投运的时候,DPFC的成效就说得很清楚了。潮流控制是随时变化的,不像用电量,可以准确量化。”快言快语的沈工确实有着理工男的共同特质,诚恳且耿直。

我和陈聪相视一眼,瞬间就读懂了彼此的内心OS:芭比Q了,稿子怕是黄……

其实,在来之前,我俩就曾进行了短暂而高效的讨论,并达成高度共识:DPFC该说的,都已经说过,确实没啥再说的。得出一致结论——这命题好难!

“那,就没有什么数据能当作成效支撑吗?”陈聪揉了揉太阳穴,不死心地问。为了出稿子,平日里佛系的他,此时表现出了少有的执着。

“可以去长燃电厂看看,DPFC装置加装后,理论上是减少了燃气机组在调节电网潮流上的出力,也许他们的数据上能有体现……”

我们像是在黑暗中抓住了一线曙光,自动忽略了沈工那没底气不确定的语气,拎起背包就决定转战去国家电投长燃电厂。

两地距离不远,从220千伏祥福变过去,大约只要十分钟的车程。车行途中,燃气厂高耸入云的冷却塔在我们视野中越变越大。

冷却塔


到了目的地,简单地阐明了来意,长燃电厂的专家热情地接待了我们。奈何,造化弄人!他们给出的数据却和我们想要的结论是截然相反的。2021年,长燃电网出力突破1000小时,较上一年,多出700小时。

晴天霹雳!

这是因为两年间,湖州电网的运行方式有较大变化。2020年迎峰度夏期间,湖州500千伏含山变、妙西变220千伏合环运行,2021年迎峰度夏期间分列运行。在不考虑DPFC及负荷增长的情况下,分列运行本身就需要长燃厂更多的发电顶峰。

加之,电力供需平衡的变化,2021年负荷增长较快,对电力的需求也更大,从浙江电网的供用电平衡来看,也需要长燃厂更多的发电顶峰。

望着数据,我和陈聪心中苦涩,却还要强颜欢笑,表达感谢。

告别了长燃电厂的同事们,按照计划,国网湖州供电公司调控中心是这次“走基层”的最后一站。

正当我们准备按套路走完流程,回去“破罐破摔”躺平摆烂的时候,迎来了柳暗花明又一村。在这里,我们找到几张图,能直观地让人感受到DPFC装置的成效。

DPFC4级投运后潮流转移效果


2020年10月,祥福变甘祥-甘福DPFC双线4级启动,转移断面潮流6.37万千瓦,相当于可同时供应1.83万台1.5匹空调运转。从图中可以看出,随着4级启动,甘泉变-祥福变双回线路潮流出现“断崖式”地下降,以更大裕度的姿态保持稳定运行。

2021年6月,甘祥-甘福双线二期DPFC9级、54个子单元实现投运,转移断面潮流14万千瓦,动态提升断面输送能力10%,不仅能避免人口稠密地区新增线路廊道的难题,而且提升了区域电网承载力和安全性。

近三年甘祥线年度有功潮流曲线


以7-8月用电高峰时段为例,2021年(9级DPFC投入)与2020年(DPFC未投入)双线的越限情况相比,高峰负荷期间双线越限时长下降70%。(注:此数据不包括每年10%左右负荷增长速度,如考虑此因素,越限缓解情况将更加明显)

近三年西子线年度有功潮流曲线

另一边,原负载率较低的西扬-西子通道,负载率从原来的不足20%提升至30%以上。

这些数据,让我们如获至宝,从出发前就一直悬着的心,总算是落下了。随后,我们采访了国网湖州供电公司调控中心主任曹建伟。


离开了摄像机的曹主任,整个人都放松了很多,为我们详细介绍了DPFC装置的诸多优点。

DPFC具有潮流可控性强、装置操作便捷、可靠性高,占地面积小和可扩展性强特点,可动态优化线路阻抗特性,是未来灵活交流输电技术的重要发展方向。除了能有效缓解重载线路的“超限”压力,DPFC投运后还可支撑燃机停运后负荷安全供电,减少燃机开机带来的运营损失,有效减少碳排放,提升电网运行效能。

在优化电网布局方面,祥福变DPFC装置为湖州电网实现东西分区运行提供可能性。此前,苦于电网运行方式局限,长兴地区燃煤电厂出力也有所限制。2021年,随着DPFC投入,潮流再分配后湖州电网实现了东西电网的分区运行,电网结构优化的同时,增加湖州地区电厂出力40-50万千瓦,使供电能力大大提升。

最后,他还给我们算了一笔经济账,是对各类解决方案进行成本效益分析:新建线路、加装UPFC、加装SSSC整体造价较高,而加装DPFC最节省投资,占用土地资源最少。

各类解决方案成效分析


电网建设是高质量发展的基础,DPFC的投入是一种高效的“缓兵之计”。目前,湖州电网正在规划500千伏长兴变建设,预计在“十四五”期间投产,届时将大大提升湖州北部供电能力,也就意味着祥福变DPFC作用将会弱化。届时,这些DPFC模块也将转移到其他重载的供电片区、变电站、输电线路,通过模块化组装、重复利用,挖掘电网弹性资源,解决断面超限问题,引领电网“潮流”。

采访后的感受

综合来看,自2021年6月3日国网湖州供电公司成功开展DPFC人工短路试验以来,在这个不足一千平方的空间里,DPFC缓解了湖州北部电网城市发展趋势与电网建设规划不匹配的矛盾,为电网建设补强抢出了宝贵的时间。同时,新型潮流控制模式可推广应用到更多局部电网断面受限且廊道资源紧张的输电线路上,可节约大量土地资源,有效减少碳排放,提升电网运行效能,增大电网供电能力和海量清洁能源消纳能力,为提升区域电网输送能力、加快构建新型电力系统提供了更高效、更开放的解题思路。


供稿:融媒体中心 邓通 陈聪|湖州公司 刘东东

编辑:邓通|校对:项丹

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