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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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11月27日,川渝1000千伏特高压交流输电工程完成第一阶段系统调试工作,1000千伏巴岳特高压变电站全部设备调试工作顺利收官,目前已具备带电运行条件。作为川渝特高压工程在渝变电部分,新建的巴岳站是重庆首座特高压变电站,位于铜梁区少云镇,占地面积263.6亩,新建1000千伏天府~巴岳线路(重庆段)2
5月12日,由中国电力科学研究院牵头,国家电网有限公司特高压事业部、国网河北省电力有限公司、平高集团有限公司、南京南瑞继保电气有限公司等单位共同完成的“特高压交流输电系统可控避雷器关键技术”项目,通过中国电机工程学会组织的科技成果鉴定。鉴定专家一致认为该项目取得了原创性技术成果,整
柔性低频交流输电基本的内涵就是借助于电力电子技术灵活变换频率,在0-50Hz内选择合适的频率,提高输送容量,提高系统的柔性控制能力,应该说是一种高效、新型的交流输电技术。——中国科学院院士,国家电网公司副总工程师陈维江10月26-27日,以“应对碳排双控挑战,构建新型能源体系”为主题的2023国
北极星输配电网获悉,8月16日,中国电机工程学会组织开展国网浙江电力牵头研发的“柔性低频交流输电技术、系列装备及应用”项目技术鉴定。由中国科学院院士陈维江领衔的专家组一致认为,项目在核心设备研发和应用方面取得了原创性成果,整体技术达到国际领先水平,建议进一步加快推广应用。
核心提示柔性低频交流输电技术能让新能源发电设备直接输出低频电能,实现广域组网与电力远距离送出。国网智研院牵头组建产学研用联合攻关团队,历经9年研发,掌握了柔性低频交流输电系统成套设计、低频装备研发与试验等核心技术,并在我国首批柔性低频输电示范工程中应用。再过一个多月,杭州亚运会即
5月26日,从国际电工委员会(IEC)获悉,国际标准IECTS63042-301:2018ED1《UHVACtransmissionsystem-Part301:On-siteacceptancetests》(特高压交流输电系统301部分:现场交接试验)启动修订。该标准修订工作由中国电科院专家担任负责人,来自中国、日本、德国、瑞士、印度等多个国家的专家共同参与。
“应用这种新型机械化施工,效率可以提升30%以上。”7日,面对春节前即将收尾的1000千伏驻马店—武汉特高压交流工程杆塔组立工作,现场工作负责人卢蕾表示这是国际最先进的立塔方式。卢蕾的家在重庆。自2022年7月以来,他从另外一条特高压线路,转战到这条线路以后,受工期和疫情的影响,卢蕾不仅没有
近日,世界首个高压大容量低频换频站220千伏亭山换频站顺利投运该换频站在全球首次实现交流220千伏电压等级电气量的频率可控转换标志着目前世界电压等级最高、输送容量最大的柔性低频输电工程220千伏中埠-亭山柔性低频输电示范工程整体投运迈出了关键一步。220千伏中埠-亭山柔性低频输电示范工程通过在
上海电力大学柔性低频交流输电系统项目的成交公告一、项目编号:JSHC-2022090771B6(招标文件编号:JSHC-2022090771B6)二、项目名称:上海电力大学柔性低频交流输电系统三、中标(成交)信息供应商名称:南京瑞途优特信息科技有限公司供应商地址:南京市江宁开发区迎翠路7号1幢二层中关村软件园221室
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
日前,记者从中国海油天津分公司获悉,我国首个海上油田群岸电应用项目——秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群岸电应用示范项目投产一周年,累计向海上29个生产平台供应替代电量已突破9.3亿千瓦时,节省原油消耗约20万吨,减少主机燃料燃烧直接碳排放60万吨。于渤海中西部海域的秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田
日前,±800千伏陕北—安徽特高压直流输电工程受端配套500千伏工程(以下简称“陕皖直流配套工程”)开工。该工程建成后可保障陕皖直流受端换流站电力安全可靠送出,更好满足安徽省内用电需求。陕皖直流配套工程具有线路长、单项多、涉及地域广等特点,线路折单长度243千米,涉及合肥、六安、安庆、芜
为保障迎峰度冬期间特高压电网安全稳定运行,满足华东地区电力可靠供应,最近,世界首条特高压GIL混合线路——1000千伏特高压泰吴线架空-GIL混合线路(以下简称“特高压泰吴线”)顺利完成2024年度检修工作,有力地保障了今冬用电高峰期华东地区能源供应安全,更好地促进了长三角地区一体化发展。特高
11月28日,位于河南新密的500千伏汉郑线融冰改造工程结束,标志着河南电网2024年度超高压、特高压输电线路地线融冰技术改造全部完成。气象预测显示,今年河南电网迎峰度冬期间部分地区可能出现阶段性寒潮及强降雪过程。地处微地形、微气象区域和高海拔山区等易覆冰区的超高压、特高压线路如果不具备地
12月5日,国家能源局对《关于加快河西走廊清洁能源基地建设加强新能源安全保障的提案》做出答复,其中指出,加快甘肃外送通道建设和打造枢纽型电网,下一步,将会同有关单位推动陇东至山东、甘电入浙特高压直流工程建设,加快开展已纳规省间联络线路工程的前期工作,并结合“十五五”电力发展规划编制
北极星输配电网获悉,截至11月26日,扎鲁特—山东青州±800千伏特高压直流输电工程累计跨省外送电量达2138.87亿度,这一电量相当于2亿居民1年的生活用电量。据介绍,该特高压工程位于通辽市扎鲁特旗道老杜苏木境内,是我国东北地区首条特高压线路。工程于2017年12月31日正式投运,是国家电网公司第18个
国网浙江省电力有限公司积极落实《加快构建新型电力系统行动方案(2024-2027年)》,立足浙江“山海多能互补电源集群”特征,发挥浙江“区域电网互济枢纽”和“能源智慧调节枢纽”的基础优势,紧扣绿色、安全、经济转型方向,创新提出要构建大受端下大消纳、大枢纽下大调节、大经济下大支撑等三大省级
北极星输配电网获悉,截至12月2日0时,哈密—郑州±800千伏特高压直流输电工程和昌吉—古泉±1100千伏特高压直流输电工程这两条特高压直流工程年内外送电量达到1026.46亿千瓦时,同比增长3.07%。在外送的1026.46亿千瓦时电量中,哈郑直流外送电量412.36亿千瓦时,吉泉直流外送电量614.1亿千瓦时,相当
北极星输配电网获悉,近日四项特高压及其配套项目出现新进展。陇东-山东±800千伏特高压直流输电工程12月3日,庆阳换流站交流系统5回750千伏输电线路结束24小时试运行,交流系统启动调试圆满完成并成功投运。这也意味着庆阳换流站第一阶段成功投运,并且正宁电厂通过庆阳换流站2回输电线路与甘肃主网相
近年来,金昌地区大规模新能源建成投运,新能源发电的上网需求不断增加,对区域电网容量提出了更高要求,为优化地区电网网架,甘肃省能源局规划在金昌水源建设水源750kV变电站及输送工程,同时该工程也是“甘电入浙”特高压直流输电工程的配套项目。11月27日省生态环境厅在兰州组织召开了甘肃金昌水源7
北极星输配电网获悉,12月3日,庆阳换流站交流系统5回750千伏输电线路结束24小时试运行,交流系统启动调试圆满完成并成功投运。据悉,该换流站是陇东-山东±800千伏特高压直流输电工程送端站,同时也是甘肃省第二座特高压换流站。项目于2023年6月开工建设,9月主体工程开工,计划分三个阶段投运,2024
近日,经过32天的联调,湖北随州、襄阳、孝感地区新能源厂站运行数据顺利接入国网湖北省电力有限公司新能源调度控制系统。该系统由国网湖北电力自主研发,服务鄂北新型电力系统先行区建设,具备自动监测、预测、分析和决策功能。年初以来,国网湖北电力坚持以价值创造牵引世界一流企业建设,构建具有湖
捷报传来。9月1日,南瑞集团主导的《基于逆变器电源接入电网的测试与验证导则》获批IEEE立项,成为中国在新能源并网领域立项的首个IEEE标准,适用范围填补了IEEE标准体系中新能源电源接入输电网的空白。这标志着中国新能源电站并网性能检测技术在国际上得到充分认可,对进一步推动中国先进新能源技术“
8月20日,台风温比亚刚过境,江苏南京220千伏西环网UPFC(统一潮流控制器)工程就迎来了一轮设备特巡。该工程是我国首个自主研发、设计与建设的UPFC工程,标志着我国在柔性交流输电领域已经走在世界前列。从备受瞩目登上世界电力科技之巅,到默默无闻时刻精准调节电网潮流,南京UPFC工程在过去近1000天中
国家电网重大科技示范工程、江苏南京220千伏西环网统一潮流控制器(UPFC)工程即将正式投运满千日。从创新突破到精准调节电网潮流,南京UPFC和其运维团队在过去近1000天时间里,始终稳定在线,为南京电网优质高效供电全程保驾护航。南京西环网是整个南京电网的大动脉,是保障全市供电的核心网架。这套本
摘要:报道了500kV统一潮流控制器(unifiedpowerflowcontroller,UPFC)示范工程在苏州南部电网的应用情况,工程于2017年年底建成投产,建成后将成为世界上电压等级最高、容量最大的UPFC工程。首先介绍了苏州南部500kV电网发展概况和存在的问题,分析了利用常规解决措施(线路导线增容、新增输电通道)解决
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
3月19日,笔者从IEEE标准协会(IEEEStandardAssociation)获悉,国网江苏电力申报的3项统一潮流控制器(UPFC)国际标准提案在IEEENesCOM(国际电气和电子工程师协会新标准委员会会议)上全票通过审查,正式获批立项,这是IEEE在UPFC领域首批立项的国际标准。IEEE为什么要在UPFC领域设立国际标准?因为,随着
风能、太阳能等可再生能源具有较大的波动性和不确定性,大量可再生能源接入后对配电网运行带来了新的挑战。若没有有效的运行控制策略,存在较高的母线电压越限和线路过载风险。同时,节能降损也是解决全球气候变暖的重要举措之一。统一潮流控制器(unifiedpowerflowcontroller,UPFC)具有多个控制维度,
7月31日,江苏省苏州市南部电网500千伏统一潮流控制器(UPFC)示范工程阀厅内,电力作业人员正在进行换流阀安装。当日,500千伏统一潮流控制器示范工程加紧施工,该工程全面进入电气设备安装调试高峰。据悉,该工程采用世界领先技术,攻克多项行业技术难题,实现对电力传输的智能调控,可大幅提升现有
在建的江苏苏州500千伏统一潮流控制器示范工程现场(新华社记者李响摄)目前,位于江苏苏州的500千伏统一潮流控制器示范工程加紧施工,已全面进入电气设备安装调试阶段。江苏苏州500千伏统一潮流控制器示范工程于2016年11月3日正式开工,计划2017年建成投运,相当于给电网安装智能导航系统,将在世界范
6月20日,目前世界上电压等级最高、输送容量最大的UPFC(统一潮流控制器)工程首台串联变压器,于苏州电器科学研究院顺利通过突发短路试验,标志着苏南电网500千伏统一潮流控制器工程建设迈出了具有里程碑意义的一步。500千伏串联变压器为国际首创,设计难度大,制造工艺水平高,在当天进行的突发短路
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