如果把供电系统比喻成人体供血系统的话,跨区直流大通道就是电网的大动脉。截至目前,国家电网有限公司已全面建成28条高压直流工程、53座直流换流站,日均总输送电量近20亿千瓦时,有多条线路长度超过2000千米,穿越十多个省份。其中,特高压直流输电工程具有运力大、距离远、点对点的特点,是实现电力能源大范围优化配置的重要手段。这些通道一旦出现故障,会严重影响电力平衡。
在工程全寿命周期的各个阶段,采用有效的技术手段,监督有关技术标准和反事故措施落实情况,分析评价电力设备健康状况、运行风险和安全水平,确保电力设备安全可靠运行十分重要。这对于专业面的深度与广度都有很高要求。我国电网建设的不断发展也对技术监督范围、内容和具体工作提出了更高要求——必须消除每一个可能影响电网安全稳定运行的微小缺陷。
做好新建工程技术监督
近年来,随着能源互联网建设速度的加快,不断有新建的特高压直流工程投入运行。对新建工程开展技术监督是工程建设的重要一环,技术人员通过审阅技术资料、试验见证、现场检查等方式,开展全面的设备质量监督与工程隐患排查,做到关口前移、防微杜渐,保证直流工程安全移交。
6月21日,±800千伏雅中—江西特高压直流工程竣工投产。这个消息让江西电力检修公司副总经理刘小波长舒了一口气——在工程建设调试中积累的种种压力终于能暂时卸下了。
雅中—江西特高压直流工程是江西省的首个特高压直流工程。“从工程一开始,我们就面临着投产时间紧张、技术经验匮乏、专业人才短缺等困难。”刘小波说,“好在我们有直流技术‘专业导师’,在直流设备质量管控提升方面为我们把好了关,也传授给我们很多直流运维方面的先进经验。”
“专业导师”,指的是国家电网有限公司直流技术中心的技术监督团队。作为公司直流全过程技术监督支撑单位,自雅中—江西特高压直流工程启动调试以来,国网直流中心共组织42名直流技术专家赴现场开展技术帮扶,深入排查,发现设备隐患144项,并逐一落实整改,保障了工程顺利投运。截至10月底,该工程已累计安全运行133天,输送电量115亿千瓦时。
今年,包括雅中—江西特高压直流工程在内,按照公司统一部署,国网直流中心承担了青豫、陕武等6条特高压直流新建工程的技术监督工作。该中心加强源头把控,提升设计裕度,强化安全校核,累计发现并治理隐患问题386项,保证了新建工程的高质量建设与安全投运。
推进直流设备可靠性提升
开展技术监督,一方面是为了帮助现场提前发现隐患并及时解决,保证工程安全推进;另一方面则是为了助推直流装备制造水平和运行可靠性不断提升。
柔性直流是一项全新技术,核心设备的技术路线差异很大。“一开始,面对各厂家技术原理完全不同的设备,运维人员根本无从下手。”北京电力检修公司副总工程师戴瑞成介绍。他参与了世界首个柔性直流电网工程——张北柔直工程的建设投运全过程。
以质量提升为目标,以技术创新为驱动,国网直流中心的技术监督团队在张北柔直电网工程调试全过程中深入开展故障分析,研究柔直工程核心设备缺陷与薄弱环节,综合比较各厂家技术路线的优缺点,有针对性地提出了78项优化提升建议,让国产柔直换流阀子模块核心设备的可靠性得到提升,年均故障率控制在0.4%以内。
“国网直流中心的专业人员在张北柔直工程的验收调试中,为延庆换流站提供了优质的技术支撑、完善的技术监督。”戴瑞成说,“对于工程中的首台首套设备,他们持续推进可靠性提升工作,帮助我们分析解决了大量问题。”
守护跨区直流运行安全
国网直流中心的另一项重要职责是承担在运工程的技术支撑,在现场发生故障时第一时间开展故障诊断,指挥应急处置,迅速恢复送电。“我们的工作就是不断提升直流系统本质安全,保障直流工程稳定运行,每天24小时待命,以最快速度分析、解决现场问题。”国网直流中心技术部主任李凤祁介绍。
今年迎峰度夏前夕,±800千伏锦苏线受端的苏州换流站连续数日出现分接开关在相邻档位频繁调整的设备异常。如此频繁的动作极易造成换流变压器故障损坏。“锦苏直流在夏季负荷高峰时可为江苏电网持续提供700万千瓦的输送功率,一旦因设备故障停运,后果不堪设想。”苏州换流站检修班班长杨文明说。
故障发生后,国网直流中心的专业人员连续工作两个昼夜,先后调取锦屏、苏州两站故障录波数据,对百余条事件记录开展分析,最终明确分接开关频繁动作是由送、受端换流站多重因素叠加在一起综合导致的。该中心迅速制订解决方案,组织现场整改。
6月24日4时,现场的控保程序完成升级后,故障即刻消除。“这次的问题,如果没有国网直流中心的帮助,属地省公司分析起来有很大难度。” 杨文明说。在解决涉及多个换流站的复杂问题时,国网直流中心的技术统领作用得到了发挥。
地处雪域高原的±400千伏拉萨换流站,是我国海拔最高的换流站。由于高原地区交通不便,设备故障处理周期长,该站的电流测量设备故障严重影响西藏地区可靠供电。为全面消除拉萨换流站设备故障,国网直流中心组织开展了专项工作,对困扰电流测量设备的几类问题逐一制订解决方案,并于2020年5月指导现场完成了12台光电流互感器的技术改造,彻底消除了多年来影响该站运行的“顽疾”。
国网直流中心技术监督工作是公司技术监督体系的一个缩影。今年前三季度,公司系统通过全面开展特高压全过程技术监督,直流闭锁次数、非计划停运次数同比分别下降16.7%、26.7%,特高压直流输电系统能量可用率、能量利用率同比分别提升1.5个、2.2个百分点。
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