文章來源(yuan)：國(guo)家電網有(you)限公司 發布時間：2020-04-09
葉儉，國家(jia)電網(wang)(wang)有(you)限公司國家(jia)電力調(diao)度控制中心系統運行處一(yi)名普通員工(gong)。她(ta)的(de)(de)工(gong)作說(shuo)起(qi)來只有(you)六個(ge)字：分析、計(ji)算、判斷(duan)。她(ta)的(de)(de)工(gong)作對象是全球(qiu)規模最大、運行最復雜的(de)(de)電網(wang)(wang)，工(gong)作內(nei)容則是這(zhe)張(zhang)網(wang)(wang)的(de)(de)安全運行和特性研(yan)究。
從(cong)2008年參(can)與第一(yi)條特高壓線(xian)路(lu)系統計算開始(shi)，葉儉(jian)用十年時間逐(zhu)步(bu)掌握了國家(jia)電網(wang)的運行特性，用自(zi)己過硬的計算分析功底，為保障(zhang)高速發(fa)展中的電網(wang)安全穩定運行作(zuo)出貢(gong)獻。
安全：每次說“可以”或“行”的時候壓力最大
國家電(dian)(dian)(dian)力(li)調(diao)度(du)(du)控制(zhi)(zhi)(zhi)中心是國家電(dian)(dian)(dian)網(wang)最高(gao)一(yi)級調(diao)度(du)(du)機構，負責國家電(dian)(dian)(dian)網(wang)調(diao)度(du)(du)運行工作(zuo)的組(zu)織、指(zhi)揮(hui)(hui)、協調(diao)和指(zhi)導(dao)。系統運行處承(cheng)擔著(zhu)國家電(dian)(dian)(dian)網(wang)特性研究與(yu)(yu)計算分析、制(zhi)(zhi)(zhi)定(ding)跨(kua)區互聯電(dian)(dian)(dian)網(wang)運行方式與(yu)(yu)控制(zhi)(zhi)(zhi)策略(lve)的職責，發揮(hui)(hui)著(zhu)保(bao)障大電(dian)(dian)(dian)網(wang)安全穩定(ding)運行的重(zhong)要作(zuo)用。如果把電(dian)(dian)(dian)力(li)看(kan)作(zuo)車流，把電(dian)(dian)(dian)網(wang)當成公路網(wang)的話，系統運行處的工作(zuo)就是制(zhi)(zhi)(zhi)定(ding)“交(jiao)通規則(ze)”。
這些“交通規則(ze)”就是(shi)葉(xie)儉每年都要(yao)參加編寫的《特高壓(ya)(ya)互聯(lian)電網穩(wen)定(ding)及無功(gong)電壓(ya)(ya)調度運行規定(ding)》，是(shi)全球最大最復雜電網的“使用說(shuo)明書”。
“這本運行(xing)手冊主要(yao)是告(gao)(gao)訴調度(du)人員，每一(yi)條線路(lu)安(an)全穩(wen)定(ding)運行(xing)的(de)邊界在哪里。”葉儉告(gao)(gao)訴記者(zhe)，工作中時(shi)常會遇到同事(shi)詢問(wen)線路(lu)能夠承受的(de)極(ji)限(xian)輸送(song)功率，“每次回答‘可(ke)以(yi)’或者(zhe)‘行(xing)’的(de)時(shi)候，我(wo)的(de)壓力最大。雖然之前已經(jing)(jing)通過仿真系(xi)統反復計(ji)算分析(xi)，但結果是否可(ke)靠還要(yao)經(jing)(jing)過實踐檢驗。”
每增加一條線路，電(dian)網(wang)運行(xing)方(fang)式(shi)都會(hui)發(fa)(fa)生改(gai)變。特高(gao)壓線路輸(shu)送容量(liang)大(da)，對電(dian)網(wang)運行(xing)方(fang)式(shi)的影響尤為明(ming)顯。從(cong)2008年第(di)一條特高(gao)壓線路系(xi)(xi)統調試就開始(shi)參與工(gong)作的葉儉對此感(gan)觸最深：“我們會(hui)做大(da)量(liang)仿(fang)真(zhen)計算，來(lai)確(que)保系(xi)(xi)統發(fa)(fa)生故障時，電(dian)力能夠(gou)持(chi)續(xu)可靠供應(ying)。”
2008-2018年，國(guo)家電網并網總裝機規模從6億千(qian)瓦(wa)(wa)變成(cheng)了(le)(le)14億千(qian)瓦(wa)(wa)，7回(hui)跨(kua)區直流（無(wu)特高壓(ya)(ya)直流）變成(cheng)了(le)(le)23回(hui)跨(kua)區直流（11回(hui)特高壓(ya)(ya)直流），單個直流額定輸(shu)送功率由300萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa)提升至(zhi)1200萬(wan)千(qian)瓦(wa)(wa)。
與電(dian)網(wang)(wang)規模大(da)幅增長對應的是電(dian)網(wang)(wang)運(yun)行仿真計(ji)算(suan)量(liang)的翻(fan)倍(bei)增長。2009年(nian)(nian)，電(dian)網(wang)(wang)運(yun)行方式仿真計(ji)算(suan)量(liang)單機所需時(shi)間5000小時(shi)，每(mei)次集中12家(jia)省級(ji)以(yi)上調度機構分析人員35人。這組數字(zi)到2019年(nian)(nian)已(yi)經(jing)變(bian)成單機仿真計(ji)算(suan)時(shi)間15萬個小時(shi)，每(mei)次集中35家(jia)省級(ji)以(yi)上調度機構的分析人員上百名。
除了(le)規模(mo)不斷擴大，電網運(yun)行方式的復雜程(cheng)度也給(gei)葉儉的工作(zuo)帶來了(le)前所未有的挑(tiao)戰。
“現(xian)在國(guo)家電網的規模和復雜程(cheng)度，在世界范圍內都是(shi)絕無(wu)僅有的。”國(guo)調中心系(xi)統運行處(chu)處(chu)長于釗如(ru)此形容葉儉的工作(zuo)難(nan)度。
葉儉和她所(suo)在的(de)團隊(dui)不斷創新解決(jue)問(wen)題的(de)方式(shi)方法：首次(ci)提(ti)出(chu)特(te)高壓交流聯(lian)絡線功率波(bo)動對無功電壓控制(zhi)影響的(de)工(gong)程實(shi)用算法，首次(ci)發現特(te)高壓直流引起的(de)暫(zan)態、穩態過電壓問(wen)題，首次(ci)發現多直流換向失敗對系統穩定性的(de)影響并提(ti)出(chu)解決(jue)方案(an)……一個個“首次(ci)”累積出(chu)公司在特(te)高壓運行與控制(zhi)方面的(de)世界領先地(di)位。
“國家電網運(yun)行現在(zai)已經(jing)進入‘無人區’。”于釗(zhao)告(gao)訴記(ji)者，沒有借鑒沒有參考，這些解決方案都是葉儉和團隊在(zai)實踐(jian)中反復摸索總結而來(lai)的。
消除任(ren)何影響電網(wang)安全穩(wen)定運行的因素(su)是葉儉(jian)的日常工作之(zhi)一。
2010年7月14日，三(san)峽電廠(chang)(chang)（裝機容量(liang)2240萬千瓦(wa)）總出(chu)力(li)(li)達(da)到1780萬千瓦(wa)的時(shi)候，三(san)峽機組及近區(qu)交流電網發(fa)生(sheng)了不(bu)同(tong)程度的功(gong)率波動。當時(shi)水庫蓄水的水位已經(jing)達(da)到滿發(fa)標準，電廠(chang)(chang)的滿出(chu)力(li)(li)發(fa)電意愿(yuan)十分迫切。
“隨著三(san)(san)峽(xia)總出力增(zeng)大，功(gong)(gong)(gong)率(lv)波動幅度不斷增(zeng)大，我們(men)非常(chang)擔心三(san)(san)峽(xia)滿發之后會出現低頻振蕩，對電網安全穩定運行(xing)產(chan)生破壞性影響(xiang)，必須及時排查出引發功(gong)(gong)(gong)率(lv)波動的(de)關鍵(jian)因(yin)素。”連續三(san)(san)周，經常(chang)奮(fen)戰到凌晨(chen)四五(wu)點，葉儉終于找到了引發功(gong)(gong)(gong)率(lv)波動的(de)原因(yin)，并通過(guo)技術措施成功(gong)(gong)(gong)抑制了功(gong)(gong)(gong)率(lv)波動，保證了當年三(san)(san)峽(xia)電廠滿功(gong)(gong)(gong)率(lv)運行(xing)。
“做完這些，我才能夠說三峽電廠(chang)可(ke)(ke)以滿功(gong)率運行了。”葉儉(jian)說“可(ke)(ke)以”的(de)時候(hou)，底氣很足。從那時候(hou)到現在，每年豐(feng)水期(qi)，三峽都(dou)能平穩滿功(gong)率運行。
計(ji)算、分析(xi)、判斷(duan)，在單調枯燥的(de)循環里，葉(xie)儉(jian)也從(cong)最初參與(yu)計(ji)算的(de)普(pu)通工作(zuo)人員(yuan)逐步成長(chang)為特高(gao)壓(ya)電(dian)網安全穩定分析(xi)工作(zuo)的(de)主(zhu)要力(li)量。
這些年來，葉儉(jian)作為主要計(ji)算負責(ze)人，組織了公司、分部(bu)、省公司三(san)級調度上百名專業技術人員，累(lei)計(ji)完成仿真算例超兩百萬次，統籌制訂(ding)數十項運(yun)(yun)行(xing)管(guan)理規程規定共計(ji)10萬余字，準確把握電網實(shi)際特性，保(bao)障特高壓(ya)電網的安全穩定運(yun)(yun)行(xing)。
綠色：大量計算分析讓電網接納更多新能源
目前我國(guo)并網(wang)新(xin)能源(yuan)發(fa)電裝機規(gui)模超過3億千瓦，而且(qie)每年都在高速增長。大量新(xin)能源(yuan)并網(wang)給葉儉的(de)日常工作提出了新(xin)的(de)課題。
“新(xin)能源并網消納，不是(shi)這(zhe)頭(tou)發電并網，那頭(tou)客戶(hu)使用，就能夠順利(li)消納這(zhe)么(me)簡單。新(xin)能源有自己的發電特(te)性，想(xiang)要讓(rang)它們順利(li)融入大電網，要做大量(liang)的電網運行分析和控制策(ce)略(lve)調整，可以(yi)說是(shi)牽一發而動全身。”葉儉說。
2015年，新疆(jiang)哈密山(shan)北地區風機(ji)產生(sheng)的次同步諧波引起300千米(mi)外3臺66萬(wan)千瓦火電機(ji)組脫(tuo)網事件，葉儉記憶猶(you)新。
“我們對新事物的(de)認識是(shi)有(you)(you)個過程的(de)。”葉儉(jian)分(fen)析道(dao)，一(yi)開(kai)始(shi)新能源(yuan)并(bing)(bing)網基本參(can)考(kao)的(de)都是(shi)國外(wai)的(de)一(yi)些(xie)標準，但(dan)是(shi)這(zhe)(zhe)些(xie)標準卻(que)不一(yi)定適用(yong)于我國電(dian)力系統(tong)，比如(ru)國外(wai)很(hen)少有(you)(you)像我國這(zhe)(zhe)樣上百萬(wan)千瓦級的(de)新能源(yuan)基地，“這(zhe)(zhe)就造成了(le)前幾(ji)年新能源(yuan)并(bing)(bing)網尤其是(shi)風電(dian)并(bing)(bing)網，一(yi)出現擾動就脫網的(de)情況。”
問(wen)題處理起來并不(bu)輕松。新疆風機引起機組脫網事件之后，葉儉和同事們(men)馬上著手分析研究，并布(bu)防(fang)了安控系(xi)統來保障電(dian)網安全運行。
“根本還是由于風機并網(wang)產生了(le)新(xin)的穩定(ding)問題。”葉儉表(biao)示，安控系統只能解決燃眉之急，并不能治本。
在(zai)展開新疆哈密風電場數(shu)據(ju)搜集和機(ji)理研(yan)究工作的同(tong)時，葉儉(jian)還和同(tong)事對風電裝機(ji)密集的甘肅酒(jiu)泉地區(qu)約700萬(wan)千瓦(wa)風電場進行了(le)長達兩年的監測，得到了(le)大量一手(shou)數(shu)據(ju)。
“我們通(tong)過改造(zao)風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)控制參數(shu)，解(jie)決了類(lei)似于新疆(jiang)哈(ha)密地區(qu)風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)上網(wang)次同(tong)步諧(xie)波帶來的(de)(de)脫網(wang)問題，同(tong)時還對甘肅酒泉地區(qu)的(de)(de)風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)進行了高穿改造(zao)，有效提(ti)高了風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)的(de)(de)耐頻耐壓(ya)能力，并根(gen)據實際情(qing)況提(ti)出(chu)了適(shi)應于我國(guo)大規模新能源基地風(feng)電(dian)(dian)(dian)(dian)場(chang)(chang)、光伏發電(dian)(dian)(dian)(dian)廠并網(wang)標(biao)準。”葉儉表(biao)示。
經過(guo)改(gai)造(zao)，甘肅酒(jiu)泉地(di)區(qu)風電(dian)的棄(qi)電(dian)率下降了4個百(bai)分點(dian)左右(you)。
2018年(nian)年(nian)初，葉儉還針對冀北(bei)、蒙東、新(xin)(xin)疆(jiang)等(deng)(deng)地(di)區(qu)局(ju)部斷面存在(zai)新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)送出卡口(kou)的問(wen)題，組織(zhi)相(xiang)關單位梳理新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)送出卡口(kou)情(qing)況(kuang)。在(zai)采取細化運行方(fang)式安(an)排、優化新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)模(mo)型等(deng)(deng)措施后，他們將上述地(di)區(qu)9個新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)外送斷面輸電能(neng)(neng)(neng)力總計(ji)提升226萬千瓦。
通過多項新(xin)能(neng)源消納措施，新(xin)能(neng)源的棄電率已(yi)經從幾年前(qian)的16%降至(zhi)2018年的5.8%。
“2019年，公司的目標是(shi)將新能源(yuan)的棄電率控制(zhi)在5%之內，在每(mei)年新增幾千(qian)萬千(qian)瓦新能源(yuan)裝機的基礎上，這是(shi)一個全新的挑戰(zhan)。”葉儉又開始了自己的計(ji)算分析。
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