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统一潮流控制器(UPFC)关键技术、成套装备和工程应用情况

2018-04-20 13:50来源:电力工程技术杂志关键词:UPFC统一潮流控制器交流电网收藏点赞

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4月20日,中国电机工程学会在南京组织召开了“统一潮流控制器(UPFC)关键技术、成套装备和工程应用”项目技术鉴定会。

鉴定会由清华大学韩英铎院士担任主任委员,国家电网有限公司科技部周宏教高担任副主任委员,来自国网经济技术研究院有限公司、中国南方电网有限责任公司、华北电力设计院有限公司、国网浙江省电力有限公司电力科学研究院、东南大学、国家电力调度控制中心、中国电力科学研究院有限公司、河海大学等单位的8位专家担任委员。

鉴定委员会听取了项目牵头单位国网江苏省电力有限公司的工作报告、技术报告、经济效益分析报告、检测报告、科技查新报告和应用情况的介绍,审阅了相关技术资料。经质询、答疑和讨论,形成最终鉴定意见。

鉴定委员会一致认为:项目研究攻克了基于MMC的UPFC系列关键技术,自主研制了基于MMC的UPFC成套装备,并成功投入工程应用。研究成果整体达到国际领先水平,其中适用多回线路UPFC的可转换拓扑结构和500kV串联变压器技术均为国内外首创。

苏州南部电网500kV UPFC示范工程

南京220kV西环网UPFC示范工程

为了提高南京220kV西部城市电网和苏州南部500kV电网的供电能力和供电可靠性水平,消除局部地区供电瓶颈,促进技术创新,提升江苏电网智能化水平,同时使公司近年来关于UPFC关键技术的研究成果落地,国网江苏省电力有限公司牵头完成了南京220kV西环网和苏州南部500kV电网两大统一潮流控制器(UPFC)示范工程的建设。

团队在总结现有UPFC实际工程应用的基础上,开展了基于模块化多电平换流器(MMC)的UPFC关键技术研究,在建模仿真技术、设备关键技术、控制保护技术和调试试验技术等技术领域取得了重大突破。

模块化多电平换流器(MMC)的拓扑结构

在关键技术研究成果基础上,开展了新一代UPFC的成套设备研制,在电网应用研究、主设备设计与研制、系统调控作用研究和工程设计及施工过程中攻坚克难,保证了220kV、500kV两大UPFC示范工程顺利建成投运。项目完成的统一潮流控制器关键技术以及研制的MMC型UPFC成套设备,可应用于500kV电网及220kV分区电网,提升供电能力及供电可靠性,解决电网潮流灵活控制和优化运行的难题,为电网的安全稳定运行提供重要支撑。

苏州南部电网500kV UPFC示范工程布置示意图

南京220kV西环网 UPFC示范工程布置示意图

延伸阅读

中国首创基于MMC技术的UPFC实现电网潮流精准调控

交流电网潮流(功率)的精准、灵活控制是电力领域的技术难题,目前电网中输电通道功率轻重不均现象普遍存在,严重制约了电网总体供电能力。UPFC(统一潮流控制器)作为一种具有相角调节、串联补偿、电压调节等多种控制功能的新型柔性输电装备,为电网潮流的“智能导航”提供了技术手段。

自2010年以来,国网江苏省电力有限公司组织UPFC项目攻关团队,围绕UPFC设备研制和工程应用,研究攻克了总体拓扑结构、换流器设计、设备故障穿越、控保系统研发、调控运行策略等一系列关键技术,研制了具有完全自主知识产权的中国首创基于MMC(模块化多电平换流器)技术的UPFC成套装置,并在南京220kV和苏州500kV电网成功应用,实现了对电网潮流的精准调控。

1.苏州南部电网500kV UPFC示范工程投运时间:

2017年12月19日,世界上电压等级最高、容量最大的UPFC工程。

作用:

工程位于苏州市吴中区,毗邻500kV木渎变电站,安装于梅里-木渎500kV线路,总占地面积3.53公顷,工程建有3台MMC型换流器(容量3×250MVA),相比新建输电线路等传统解决“拥堵”的方式,节约投资达6亿元。

该工程的投运将电网电能由自由分布状态转变为精确受控状态,智能匹配苏州南部电网三个500kV受电通道的输电功率,实现了电能的最优分布,最大可提升苏南地区供电能力130万kW。

苏南UPFC工程是世界上电压等级最高、容量最大的UPFC工程,将为我国电网采用智能技术提升输电能力和安全稳定水平,提高超高压电网对特高压交直流电网的承接能力和支撑作用,起到示范作用。

工程鸟瞰图

MMC换流阀

500kV三相分体式串联变压器

2 .南京220kV西环网 UPFC示范工程

投运时间:

2015年12月11日,世界上首座基于MMC技术的UPFC工程。

作用:

工程位于南京市栖霞区燕子矶新城220kV铁北站内,分为户外设备区和阀厅区,占地面积0.94公顷。工程建有3台MMC型换流器(容量3×60MVA),替代了1条投资约9亿元的220kV输电线路建设,节约投资约6.9亿元。

南京220kV西环网UPFC示范工程投运后,使得南京西环网的潮流由自然分布变为灵活可调,最大可提升南京西环网供电能力50~60万kW。投运两年多以来,UPFC工程发挥了双向调节作用,解决了南京西环网晓庄断面和秦滨断面潮流越限问题,有效提升了南京核心城区供电能力,并经历了多次周边电网实际短路的故障穿越能力考验。电网的供电能力、安全性、适应性明显提高,具有显著的安全、经济及社会效益和重要的示范意义。

工程效果图

MMC换流阀

桥臂电抗器

220kV三相共体式串联变压器

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