驭风逐光 登高致远——电科院“电博士”团队助力新型电力系统建设

发布日期: 2021-12-14

 

“电博士”团队骨干观测直流输电监控数据

12月10日,在如东海上风电柔直工程陆上换流站——绿谷换流站的监控室内,国网江苏电力(电科院“电博士”)共产党员服务队队员张弛正在观察屏幕上的各项直流输电系统数据。该工程预计明年1月整体投运,投运后年输送电量可达24亿千瓦时,能够满足百万户家庭用电需求。

近年来,我国能源变革不断深入。电科院作为江苏电网能源技术智库,面临的技术挑战日益增多,建设一支专攻电网技术难题的“先遣队”迫在眉睫。“电博士”团队自2018年初组建以来,通过探索研究风、光、水等清洁能源领域并网消纳技术,攻关海上风电、白鹤滩柔直工程和整县光伏建设等重大工程、重点任务中的各类技术难题,全力推动新型电力系统建设。

突破海上风电并网关键技术

海上风电是我国清洁能源的重要发展方向之一。近年来,江苏以其得天独厚的海上风能资源,在远海风能的开发利用方面快速发展。然而,风电由于波动性强、调节性差的特点,给电网安全运行带来了巨大挑战。

“电博士”团队依托国家风电技术与检测研究中心江苏分中心、国家电网公司海上风电并网联合实验室等平台,深度参与绿谷换流站的特殊性试验、技术监督和启动调试,开展海上风电并网关键技术攻关,助力海上风电安全并网与高效消纳。

如东海上风电柔直工程绿谷换流站

“新建电力工程投运前,需要对设备和系统进行‘入职体检’,从而及早发现并消除工程内部的质量缺陷。”队员杨景刚介绍,“国内没有相关经验可以借鉴。而且绿谷换电站地处沿海,这里的室内电气设备排列紧凑,试验时空气杂质较多,也给我们的工作提出了较大挑战。”

为此,“电博士”联合国内院校和研究机构,针对工程特点开展深入研究,量身定制了一套试验方案,于今年3月份高质量完成了陆上变压器等核心电气设备的“体检”。

没有先例可循,工程的系统调试工作困难重重。如东海上风电柔直工程调试工作包含20大项800余小项的试验项目,任务重、时间紧、风险高,同时很容易受海上天气因素影响。“我们安排了两班调试人员12小时接力试验,从站系统调试到端对端系统调试,保障工程按时投运。”张弛说。

目前,“电博士”已完成了海陆两站在风机不接入条件下的带电联调,保证了如东海上风电柔直工程首批机组11月8日成功并网。

科学评估光伏入网承载力

11月19日,“电博士”团队队员焦昊与13家地市供电公司技术人员在线对话,交流整县光伏接入配电网承载力在线仿真平台的建设情况,推动该平台在全省的推广应用。

今年,国家能源局公布了全国676个整县(市、区)屋顶分布式光伏试点。然而,由于分布式光伏电源的随机性、波动性和间歇性,部分地区可能会出现过载现象,引发电网故障。为应对大规模光伏接入的挑战,“电博士”于7月自主研发了整县光伏接入配电网承载力在线仿真平台,实现了分布式光伏接入配电网最大承载力评估。

团队在电科院园区内开展光伏系统监测与调控试验

在国网江苏电力调度控制中心指导下,经过大量探索研究,“电博士”制订了适用于变电站等多场景的分布式光伏群控群调方案,并对核心设备开展了大量研究。“在方案中,我们提出了分布式光伏接入调度系统群控群调的多种方式,还明确了相应系统架构等。”党员服务队队员卜强生介绍,“若方案可行,我们就可以让‘野性难驯’的分布式光伏电力听调度指令出力。”

据介绍,“电博士”已在电科院园区内以100千瓦屋顶光伏为试点完成了监测与调控试验,证明了光伏群控群调方案的可行性,并于10月份开始在扬州、镇江、苏州等地有序试点推广,推进整县光伏建设深入开展。

保障清洁能源通道建设进度

11月4日,“电博士”团队队员张照辉完成了白鹤滩—江苏±800千伏特高压直流工程虞城换流站第80个避雷器的特殊性交接试验。该站的避雷器数量约是传统换流站的5倍。

该工程西起四川白鹤滩水电站,东至江苏虞城换流站,是国家“西电东送”重点工程,投产后每年可为江苏东部地区输送水电超过312亿千瓦时。然而,其拓扑结构复杂、运行方式多样、首台首套设备众多,且采用的混合级联特高压直流输电技术属世界首创,无先例可循,给工程建设带来了极大挑战。

团队在虞城换流站内开展避雷器特殊性交接试验

为此,“电博士”从建模仿真等技术入手,深入探索电网运行机理特性,针对该工程的“神经中枢”——直流控保系统开展了涵盖3512项试验的联调试验。

针对换流变压器、换流阀、气体绝缘金属封闭开关设备等关键设备的特殊性试验,“电博士”深入调研张北柔性直流电网工程等国内外相关工程,并派遣技术骨干奔赴各地,对关键设备开展全过程技术监督和特殊性试验。为响应南京疫情防控政策,今年8月份,队员利用线上会议等方式,远程对设备厂家加以技术支持和试验见证,保障了工程建设进度。