“必須以防控交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險為重點，創(chuàng)新工作思路、創(chuàng)新工作機制、創(chuàng)新工作方法、創(chuàng)新制度保障，扎實做好特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控工作。”由國網(wǎng)河南省電力公司承擔(dān)的管理創(chuàng)新項目特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系建設(shè)與實踐——國家電網(wǎng)公司2014年度管理創(chuàng)新一等獎項目給出了這樣的答案。
大電網(wǎng)時代的新要求
2015年上半年，河南跨區(qū)跨省購入電量140.97億千瓦時，其中天中直流工程從新疆向河南輸送電能114.52億千瓦時，占外購電量的81.24%。
新疆哈密地區(qū)煤炭資源儲量大、煤質(zhì)好、埋藏淺、分布集中，同時還是我國千萬千瓦級風(fēng)電基地之一。河南是全國人口第一大省，人均煤炭保有儲量僅為全國平均水平的1/3，煤炭資源接續(xù)能力不足，2010年已由煤炭凈調(diào)出省轉(zhuǎn)為凈調(diào)入省，天中直流工程正是遠(yuǎn)距離輸送華中、解決河南電力缺口的重要通道。
天中直流工程是國家電網(wǎng)公司落實中央新疆開發(fā)戰(zhàn)略的重要之舉，也是響應(yīng)“建設(shè)美麗河南”號召、服務(wù)河南經(jīng)濟社會發(fā)展的具體體現(xiàn)。利用特高壓輸電線路，將西北部的清潔能源輸送至中部經(jīng)濟中心，不但能緩解河南能源緊張局面，而且能利用清潔能源驅(qū)散霧霾，進(jìn)一步破解河南能源安全與環(huán)境保護的難題。
2014年1月27日，天中直流工程投運，河南電網(wǎng)進(jìn)入特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)新時期，交直流耦合特性進(jìn)一步凸顯，這為電網(wǎng)運行機理變化提出新課題：研究表明，省網(wǎng)幾乎全部的500千伏交流線路以及直流近區(qū)約60%的220千伏線路，一旦出現(xiàn)單相、三相故障均可能導(dǎo)致天中直流換相失敗，甚至可能造成網(wǎng)內(nèi)大量功率缺失。
同時，大電網(wǎng)時代帶來了新挑戰(zhàn)：區(qū)外直流送端電網(wǎng)故障影響河南電網(wǎng)運行，區(qū)內(nèi)直流系統(tǒng)故障影響交流系統(tǒng)區(qū)域間的潮流轉(zhuǎn)移和功率波動。
此外，天中直流工程額定輸送容量800萬千瓦，是世界上第一個將風(fēng)電、太陽能發(fā)電和火電打捆外送的特高壓直流輸電工程，輸電距離2210千米。作為受端的河南電網(wǎng)面臨大容量跨區(qū)域輸電的實際情況，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“強直弱交”的特性，這樣的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提出了新要求，必須建立健全完備的穩(wěn)控系統(tǒng)和負(fù)荷控制方案。
為保障特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，國網(wǎng)河南電力強化部門協(xié)同配合，借鑒供應(yīng)鏈協(xié)同管理思想，扎實開展網(wǎng)格化風(fēng)險管理，建設(shè)實施基于供應(yīng)鏈協(xié)同管理方法的三維網(wǎng)格化風(fēng)險綜合防控體系。
搭建“四位一體”防控網(wǎng)
國網(wǎng)河南電力通過特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)，建立了組織、機制、制度、平臺“四位一體”防控體系，實施了“網(wǎng)源協(xié)同、網(wǎng)網(wǎng)協(xié)同、網(wǎng)荷協(xié)同”三大協(xié)同管理，通過全面落實各項防控措施，使“三側(cè)九項”重點運行風(fēng)險得到有效管控。
在規(guī)劃特高壓南陽站主變落地之初，該公司就成立相應(yīng)組織機構(gòu)開展綜合風(fēng)險防控體系建設(shè)，著力開展特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的適應(yīng)性研究，為做好特高壓交直流混聯(lián)條件下電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。為實現(xiàn)管理目標(biāo)，項目組在電源、電網(wǎng)、負(fù)荷三側(cè)識別出了9項重點運行風(fēng)險，并扎實有效管理風(fēng)險。以負(fù)荷側(cè)為例，項目組綜合考慮河南電網(wǎng)負(fù)荷結(jié)構(gòu)及電解鋁企業(yè)具有負(fù)荷平穩(wěn)持續(xù)、負(fù)荷量大、短時間停電影響小等特點，確定電解鋁企業(yè)為河南快速切除負(fù)荷客戶群體，并從安全、經(jīng)濟、服務(wù)三個方面創(chuàng)新服務(wù)，最大限度減少風(fēng)險。
國網(wǎng)河南電力還借鑒供應(yīng)鏈協(xié)同管理思想，建立了“網(wǎng)源協(xié)同、網(wǎng)網(wǎng)協(xié)同、網(wǎng)荷協(xié)同”三大協(xié)同機制，聯(lián)合上游發(fā)電企業(yè)共同實施技術(shù)管控，與下游客戶建立分擔(dān)風(fēng)險合約，同時還以電網(wǎng)調(diào)度生產(chǎn)管控為途徑組織三方電力生產(chǎn)協(xié)同，發(fā)揮河南電科院優(yōu)勢，開展技術(shù)保障協(xié)同，從而提升整個電力供應(yīng)鏈相關(guān)企業(yè)的抗風(fēng)險能力。
制度建設(shè)是風(fēng)險防控機制落實到位的有力保證。國網(wǎng)河南電力依據(jù)有關(guān)條例、規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)，頒布出臺了《河南電網(wǎng)運行安全風(fēng)險管理規(guī)定》，確保了風(fēng)險防控機制的落實；結(jié)合大電網(wǎng)發(fā)展需求，構(gòu)建了河南電網(wǎng)機網(wǎng)協(xié)調(diào)在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺、運行與安全防御技術(shù)保障系統(tǒng)平臺、穩(wěn)控裝置監(jiān)視與管理系統(tǒng)平臺，對主要關(guān)鍵風(fēng)險指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測和分析，全面提升信息化支撐水平。
運行風(fēng)險防范見成效
“在供應(yīng)鏈協(xié)同管理思想的指導(dǎo)下，特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)實施，最突出的效果就是使電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負(fù)荷側(cè)主要運行風(fēng)險得到有效管控。”該項目負(fù)責(zé)人告訴記者，綜合防控體系建設(shè)成效還實現(xiàn)了“電從遠(yuǎn)方來”的河南能源資源優(yōu)化配置，有效提高了河南能源保障水平，有力助推了中原崛起。
2011年以來，持續(xù)的參數(shù)監(jiān)控和風(fēng)險治理，使發(fā)電企業(yè)勵磁系統(tǒng)參數(shù)協(xié)調(diào)率由23.3%提升至92.3%；2012年以來，對電廠一次調(diào)頻系統(tǒng)開展的綜合風(fēng)險治理和管控，使省內(nèi)105臺監(jiān)控機組的一次調(diào)頻優(yōu)良率從43%上升到91%。據(jù)測算，在發(fā)生直流閉鎖故障時，河南電網(wǎng)機組一次調(diào)頻功率可增發(fā)100萬千瓦以上，有效減小了特高壓長南線功率波動幅度，降低了華北—華中電網(wǎng)解列風(fēng)險，為大電網(wǎng)安全運行提供了重要保障。
同時，一些具體項目的開展還有效防范了現(xiàn)階段特高壓混聯(lián)電網(wǎng)的失步風(fēng)險，消除了特高壓直流引起的短路電流超標(biāo)風(fēng)險，消除了潮流疏散受阻風(fēng)險，降低了由連續(xù)換相失敗造成直流閉鎖的風(fēng)險。面對電網(wǎng)可能出現(xiàn)的各類風(fēng)險，項目組在每年年度運行方式分析中，均按風(fēng)險防控體系的要求滾動開展專題研究，實現(xiàn)了全過程系統(tǒng)風(fēng)險管控。
特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)與實踐，實現(xiàn)了河南真正意義上的“電從遠(yuǎn)方來”，減輕了河南經(jīng)濟社會發(fā)展面臨的環(huán)境壓力。國家電網(wǎng)公司管理創(chuàng)新一等獎項目的實施，在保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的同時，大幅提升了河南電網(wǎng)電力交換、水火互濟、節(jié)能輸電的能力，成為河南電網(wǎng)客戶安全用電的重要保障，使河南能源優(yōu)化配置向科學(xué)化邁出了重要且關(guān)鍵的一步。更具有廣泛意義的是，該項目的建設(shè)實施與不斷完善，也為其他有類似電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的省份提供了有價值的借鑒。 來源:國家電網(wǎng)報
