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灵活交流输电技术实现了大功率电力电子开关器件的制造技术、现代控制技术和传统电网技术的有机融合,大幅度提高了输电线路的输送能力和电力系统的安全稳定水平,提升了系统的可靠性和运行灵活性。
应运而生:“硅片引起的第二次革命”
灵活交流输电FACTS也称为柔性交流输电,以电力电子技术和控制技术为基础,对交流输电系统的阻抗、电压、相位、功率等实现灵活快速调节,可以用来对系统的有功、无功潮流进行灵活控制,目的是提高线路输送能力、提高系统稳定水平、改善电能质量、提高系统可靠性等。灵活交流输电技术发展是电网运行控制的客观需求,也是电力电子技术发展的必然趋势。现代电力系统已经发展成为大规模的交直流互联电网,区域内发电和负荷分布不均衡、输变电设备潮流分布不均匀等问题日益突出。同时,由于城市规划所限,线路改造、电网扩建难度越来越大,对输电网的可靠、经济运行要求也在不断提高。电力电子器件的快速发展使灵活交流输电从梦想成为现实,大功率电力电子器件用于高压输电系统被称为继微电子技术之后“硅片引起的第二次革命”。近10年来,门极可关断晶闸管GTO、绝缘栅双极型晶体管IGBT等大功率高压开关器件开断能力不断提高,信息处理技术、控制理论的进步也为灵活交流输电技术迅速发展创造了有利条件。
灵活交流输电装置逐渐加入到现有交流输电系统,与现行交流输电系统并行发展,可以在现有设备不做重大改动的前提下,针对局部电网的具体问题,采用大功率电力电子技术以渐进方式改变,在世界上得到广泛认可和发展。
相辅相成:灵活交流输电的主要设备
灵活交流输电装置可以分为:串联型装置,如可控串联补偿装置、静止同步串联补偿装置、用于有功功率调节的相间功率控制器等;并联型装置,如静止无功补偿装置、静止同步补偿装置等;串并联型装置,如统一潮流控制器UPFC、可转换静止补偿器等。其中,统一潮流控制器是当前灵活交流输电技术的制高点,具有灵活控制系统潮流、提高电网传输能力、改善系统稳定性等多种功能。
灵活交流输电对电力系统的作用具体表现在以下方面:1. 提高线路的输送能力,不仅节约输电成本和占地,而且有利于环境保护。2. 提供无功电压支撑。灵活交流输电装置能够更快速、连续、灵活地补偿电力系统的无功功率,同时进行无功优化管理。3. 提高暂态稳定水平。灵活交流输电装置可以在电网发生或即将发生故障时提供快速、平滑的调整来进行动态潮流控制和电压支持,有助于防止连锁性事故的扩大,减少事故恢复时间及停电损失。4. 有益于现代大电网互联。灵活交流输电技术带来的灵活控制潮流和提高稳定性的能力为互联大电网的运行提供了技术保障,从而实现能源的优化配置,提高电力设备的使用效率。
戈壁明珠:
可控并联电抗器装置工程
甘肃电网敦煌变电站750千伏分级式可控并联电抗器是为配合新疆—西北联网工程——哈密—敦煌—酒泉750千伏输电通道无功配置优化而投运的重点项目。
为了适应大规模风电送出功率及电压波动,满足系统运行电压、无功控制的要求,国家电网公司在敦煌750千伏母线上装设了一组300兆乏4级可控并联电抗器,全套装置由南瑞集团中电普瑞科技有限公司集成供货,是世界上首套用于750千伏风电集中送出系统的可控并联电抗器,也是目前世界上挂网运行电压最高(额定电压800千伏)、容量最大(额定容量300兆乏)的可控并联电抗器。装置于2012年1月5日正式投运,有效抑制了敦煌站母线电压偏高和波动幅度大的现象,降低了线路无功损耗;有效解决了低压无功补偿装置频繁投切的问题,提高了设备使用寿命。敦煌变750千伏可控并联电抗器装置的研制成功和工程投运,标志着我国在可控并联电抗器研制和工程实施方面已居于世界领先地位,推动了可控并联电抗器技术产业化发展的进程,带动了变压器制造、大容量晶闸管阀制造等相关产业的快速发展,在技术先进性和推动高技术向生产力转化方面具有示范作用。
勇立潮头:统一潮流控制器UPFC示范工程
苏州南部500千伏电网存在直流小方式下受电能力受限、动态无功支撑不足、直流双极闭锁后应急拉限电多等问题。采用常规的线路增容、新增输电通道等方案均存在难以控制的风险,技术经济不合理。同时,苏州南部500千伏电网结构在规划期内保持稳定,其影响潮流分布的主要因素——锦苏直流运行方式的季节性变化长期存在。国网江苏省电力有限公司开展了应用研究、建设工作,在苏州南部电网的500千伏梅里—木渎双回线路木渎侧装设统一潮流控制器UPFC(站址位于苏州市吴中区),以解决冬季直流小方式下的电力受进问题、夏季直流大方式下双极闭锁后拉限负荷过多的问题,同时还能对电网起到动态无功支撑的作用。500千伏UPFC采用2个串联侧换流器加1个并联侧换流器的结构,其中串联侧换流器接入梅里—木渎双线,并联侧换流器接入木渎500千伏母线。
苏州500千伏UPFC工程于2017年12月19日投入运行,3个换流器额定容量为3×250兆伏安,是世界上电压等级最高、容量最大的UPFC工程(示范工程投产前国际上电压等级最高为345千伏、容量最大为320兆伏安,均位于美国)。工程投运后将发挥控制电网潮流、提升输电能力、提供动态无功补偿、提高特高压锦苏直流安全水平等作用。当苏南地区出现大范围电网故障时,UPFC可以提高交流线路输送功率总和,最大限度缩小事故造成的停电范围。
一举多得:特高压串联补偿示范工程
1000千伏晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程起于山西长治变电站,经河南南阳变电站,止于湖北荆门变电站,全线单回路架设,全长640千米,变电容量600万千伏安,系统标称电压1000千伏,最高运行电压1100千伏。为进一步提高特高压线路的输送容量,国家电网公司在长治、南阳站分别加装20%和40%串联补偿装置,全套装置由南瑞集团普瑞科技集成供货,其系统电压等级1000千伏、额定电流5080安培、额定容量2288兆乏,提高输送能力100万千瓦,单回特高压线路稳定输送容量达500万千瓦,短时电流耐受能力63千安、装置可用率99.8%,抗震等级8度。首套1000千伏串联补偿装置于2011年12月16日成功投运,引领了串联补偿技术发展。
特高压串补示范工程的应用,使线路的最大输送容量达到了572万千瓦,节省了线路建设投资,节省了大量土地资源、减轻了对生态环境的影响,具有巨大的社会和经济效益。同时,带动了相关产业和技术发展,提升了我国核心自主知识产权成套装备的国际竞争力,为我国占领世界特高压领域的技术制高点提供了强力支撑。
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4月8日,晋北采煤沉陷区新能源基地光伏场区建设项目EPC工程总承包中标结果公布,中标企业来自于中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司、中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司。中标单价1.444-1.524元/W。山西晋北采煤沉陷区新能源基地项目(简称“晋北
4月2日,从国网浙江省电力有限公司了解到,截至3月31日,浙江通过中长期协议计划采购清洁能源电量约1117亿千瓦时,计划绿电采购约750亿,清洁能源电量和绿电占比分别达到54.5%和36.5%,均创历史新高。浙江是能源资源小省和消费大省,电力供应对外依存度高。目前,已建成的两条特高压交流输电线路和三条
3月30日,晋北采煤沉陷区新能源基地光伏场区建设项目EPC工程总承包中标候选人公布,入围企业来自于中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司、中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司、中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司、中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司、中国能源建设集团广西
3月27日,晋北采煤沉陷区新能源基地左云160万千瓦光伏发电项目正式开工。晋北基地位于大同市境内,项目集“风、光、火、储、网”于一体,规划建设新能源600万千瓦,配套煤电200万千瓦,统筹配建储能设施,依托已开工建设的“大同-怀来-天津北-天津南”1000千伏特高压交流输电通道将清洁能源送往北京
3月13日,在安徽省长丰县庄墓镇,一架无人机从合肥供电公司部署的淮芜3号无人机机场飞出,按照预设航线对1000千伏淮芜线开展自主巡检。淮芜线是1000千伏淮南—上海特高压交流输电示范工程的重要组成部分,平均高度近百米,输送功率约600万千瓦。为提升超高压、特高压线路的运行可靠性,合肥供电公司部
巍巍秦岭,绵亘千里,为三秦大地构筑起一道无可替代的绿色生命线。在这里,一台台风机巍然耸立,一排排光伏板熠熠生辉,抽水蓄能电站于青山绿水间拔地而起,绘就绿色低碳发展美丽画卷。为加快建设新型电力系统,推进能源清洁低碳转型,国网陕西省电力有限公司牢记“国之大者”,始终践行人民电业为人民
3月18日,国家电网有限公司大同—怀来—天津南1000千伏特高压交流工程(下称“大同—怀来—天津南工程”)开工建设,计划2027年6月建成投运。届时,华北将新增一条贯通山西、河北能源基地与天津负荷中心的能源“大动脉”,每年可促进新能源电量消纳超146亿千瓦时。国家电网公司董事长、党组书记张智刚
日前,在合肥市长丰县庄墓镇小刘户村,一台无人机自国网合肥淮芜3号机场内飞出,按照设定航线对交流1000千伏淮芜线进行巡检。3月初起,这条世界电压等级较高的交流输电线路合肥段率先具备无人机自主巡检能力。在无人机自主巡检的同时,距离现场约80公里外的国网合肥供电公司输电全景智慧管控中心大屏幕
北极星输配电网获悉,“十四五”以来,重庆新能源发电装机容量的年均增速超过30%。同时,其他类型的清洁能源项目也在积极推进,比如綦江蟠龙抽水蓄能电站、永川港桥燃机、重庆电厂环保迁建、合川双槐储能电站等一大批能源保供项目建成投产,开工约485万千瓦天然气发电、500万千瓦抽水蓄能电站项目。同
3月7日,《烟威1000kV特高压交流输变电工程环境影响报告书》报批前公示。工程建设必要性(1)2030年前烟台和威海地区计划投产的大型电源项目装机容量合计8388MW,其中煤电和燃机10488MW、核电10400MW、海上新能源17500MW(风电和光伏分别为13500MW和4000MW),根据平衡计算,2027年、2030年、2035年烟
今年是成渝地区双城经济圈提出的第五年。五年来,“双圈”建设持续推进,经济总量快速增长,综合实力稳步提升。经济社会的高质量发展离不开坚强有力的电力支撑。3月9日,围绕“提升电力供应能力、服务经济社会发展”等主题,电网头条记者采访了全国人大代表,国网重庆市电力公司董事长、党委书记刘勇。
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目前,多个省市已发布2025年重点项目清单,其中四川、河南、甘肃、陕西、宁夏、山西、天津、广东、山东的项目清单中共包含26项特高压项目。四川地区数量最多,达到6项,分别是川渝特高压交流工程(阿坝—成都东1000千伏特高压交流输变电工程)、金上—湖北±800千伏特高压直流输电工程(四川段)、哈密
3月20日至4月4日,国网冀北超高压公司对1000千伏特高压廊坊站4号主变开展投运以来首次大规模停电检修。作为华北电网“西电东送、北电南供”的核心枢纽设备,此次检修涉及套管更换、检修试验、保护校验等7大类39项任务,旨在消除设备长期运行隐患,提升京津冀地区迎峰度夏供电可靠性。设备主人全程“把
2025年全国能源工作会议提出,要加快规划建设新型能源体系,为经济社会发展大局做好服务保障。江西省能源局始终坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,认真学习领会全国能源工作会议精神,深入贯彻能源安全新战略,加快规划建设新型能源体系,为奋力谱写中国式现代化江西篇章提供坚强能源保障
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天空湛蓝,阳光透过薄云,穿过高耸的构架,洒在地面上。位于西藏芒康县的±400千伏卡麦换流站在阳光下显得格外庄重。“慢一点,过转角了!”4月7日,卡麦换流站工程现场开展站外电源间隔电缆敷设作业,该站二次负责人李成贵通过对讲机指挥着操作人员。安全旗在风中飘扬,电缆以20倍于外径的弯曲半径顺
4月5日,我国首个高海拔特高压交流工程——国家电网有限公司川渝1000千伏特高压交流工程(以下简称川渝工程)实现安全运行100天,累计输送电能47.78亿千瓦时,系统运行平稳,设备状态正常。该工程是国家“十四五”电力发展规划重点项目,于2024年12月27日投运,使西南地区电网主网架电压等级从500千伏
4月2日,升级后的西北区域新能源自动电压控制系统正式运行,西北电网实现“沙戈荒”大型风电光伏基地智慧电压控制。依托该系统,国家电网有限公司西北分部通过感知新能源发电趋势实现电压精准控制,为破解“沙戈荒”大型风电光伏基地运行电压控制难题提供了解决方案。升级后的西北区域新能源自动电压控
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最近,第二届中国国际供应链博览会在北京落幕,国网江苏省电力有限公司通过图文展板、互动多媒体系统等方式,全方位、立体化、互动式展示了“UPFC沙盘统一潮流控制器”“大流量排涝智能机器人”等成果,彰显了公司在构建新型电力系统、打造绿色现代数智供应链方面取得的成就,得到了组委会及供应链上下
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1月19日,“国家工程师奖”表彰大会在人民大会堂隆重举行。国家电网公司南瑞集团南京南瑞继保电气有限公司特高压直流与柔性输电高端装备攻关团队荣获“国家卓越工程师团队”称号。特高压直流与柔性输电高端装备攻关团队在中国工程院院士沈国荣带领下,胸怀国家能源安全和保障这一“国之大者”,兢兢业
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江苏省无锡市融入长三角一体化、长江经济带发展战略,深入实施“产业强市”主导战略,持续加快产业结构调整和转型升级。无锡供电公司启动高质量城市配电网建设工作,打造与城市定位、发展水平相适应的高可靠城市配电网。8月25日,江苏无锡惠山区供电公司供电服务中心员工马兴中和同事巡检了10千伏新庄
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3月20日,从国际电气与电子工程师协会(IEEE)获悉,由国网江苏省电力有限公司牵头、江苏电力科学研究院组织编制的IEEE统一潮流控制器(UPFC)P2745系列标准中的《基于模块化多电平换流器的统一潮流控制器技术:第四部分保护与控制应用》发布。近年来,为推动城市电网发展,国网江苏电力UPFC攻关团队针
近年来,我国电网规模和复杂程度已达世界之最,但潮流分布不均大大制约了电网供电能力,发电调节、负荷转移等传统潮流控制手段速度慢、效果差,在某些场合无法满足潮流快速、灵活、精准控制的实际需求。统一潮流控制器(UPFC)是功能强大的柔性交流输电装备,可实现潮流的快速、灵活、精准控制。但UPFC
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