文章來(lai)源：國家電(dian)網有(you)限公司 發布時間：2020-04-09
葉儉，國家電網有限(xian)公司國家電力調度(du)控制(zhi)中(zhong)心(xin)系統運行(xing)處一名普通員工。她(ta)的(de)工作說(shuo)起來只(zhi)有六個字：分析(xi)、計算(suan)、判斷。她(ta)的(de)工作對象是全(quan)(quan)球規模最大、運行(xing)最復(fu)雜的(de)電網，工作內(nei)容則是這張網的(de)安全(quan)(quan)運行(xing)和特性研究。
從2008年(nian)參與第一條特高(gao)壓(ya)線(xian)路系統計算(suan)開(kai)始，葉(xie)儉用十(shi)年(nian)時間逐步掌握了國(guo)家電(dian)網(wang)的運行特性，用自己過硬的計算(suan)分析功底，為保障高(gao)速發展中的電(dian)網(wang)安(an)全(quan)穩定運行作出貢獻(xian)。
安全：每次說“可以”或“行”的時候壓力最大
國家電(dian)力調度控(kong)制(zhi)(zhi)中心是國家電(dian)網(wang)(wang)最高一級(ji)調度機構，負(fu)責國家電(dian)網(wang)(wang)調度運(yun)(yun)行(xing)工作的組(zu)織、指揮、協調和指導。系統(tong)運(yun)(yun)行(xing)處承擔著(zhu)國家電(dian)網(wang)(wang)特性研究與計算分析、制(zhi)(zhi)定(ding)跨區(qu)互(hu)聯電(dian)網(wang)(wang)運(yun)(yun)行(xing)方式與控(kong)制(zhi)(zhi)策略的職責，發揮著(zhu)保障(zhang)大電(dian)網(wang)(wang)安全穩定(ding)運(yun)(yun)行(xing)的重要作用。如果(guo)把電(dian)力看作車流，把電(dian)網(wang)(wang)當成(cheng)公路網(wang)(wang)的話，系統(tong)運(yun)(yun)行(xing)處的工作就(jiu)是制(zhi)(zhi)定(ding)“交通規則”。
這些“交(jiao)通規則”就(jiu)是(shi)葉儉每年都要參加編寫的《特高壓互聯電網穩定(ding)及無功電壓調度運行(xing)規定(ding)》，是(shi)全球(qiu)最(zui)大最(zui)復雜電網的“使用說(shuo)明書(shu)”。
“這(zhe)本運行手冊主要是(shi)(shi)告訴(su)調度人員，每(mei)(mei)一(yi)條線(xian)路安全穩定運行的(de)邊界在(zai)哪(na)里。”葉儉告訴(su)記者，工作中時常會遇(yu)到同事詢(xun)問(wen)線(xian)路能(neng)夠承受的(de)極限輸送功(gong)率(lv)，“每(mei)(mei)次(ci)回答‘可(ke)以’或者‘行’的(de)時候(hou)，我的(de)壓力最大。雖然之(zhi)前已經通過仿真(zhen)系統(tong)反(fan)復計算分析，但結果是(shi)(shi)否可(ke)靠還要經過實(shi)踐(jian)檢驗。”
每增加一條線路，電(dian)網(wang)運行(xing)方式都會發生改變。特高壓(ya)線路輸送容量大(da)，對電(dian)網(wang)運行(xing)方式的(de)影響尤為明顯。從2008年第一條特高壓(ya)線路系(xi)統調試(shi)就開始參與工作的(de)葉儉對此感觸最深(shen)：“我們會做大(da)量仿真計(ji)算，來確保系(xi)統發生故障時(shi)，電(dian)力能夠(gou)持續可靠供應。”
2008-2018年(nian)，國家電網并網總裝(zhuang)機規模(mo)從6億千瓦(wa)變(bian)成(cheng)了14億千瓦(wa)，7回(hui)跨區(qu)直(zhi)流(liu)（無(wu)特高壓直(zhi)流(liu)）變(bian)成(cheng)了23回(hui)跨區(qu)直(zhi)流(liu)（11回(hui)特高壓直(zhi)流(liu)），單個直(zhi)流(liu)額定輸送(song)功率由300萬千瓦(wa)提升至1200萬千瓦(wa)。
與電(dian)網(wang)規模大幅(fu)增長對應的是(shi)電(dian)網(wang)運行仿真計(ji)算量(liang)的翻倍增長。2009年，電(dian)網(wang)運行方式仿真計(ji)算量(liang)單(dan)(dan)機所需時間5000小(xiao)時，每次(ci)集中12家(jia)省級(ji)以上(shang)調(diao)度機構(gou)分析人(ren)員35人(ren)。這組數字到(dao)2019年已(yi)經變成單(dan)(dan)機仿真計(ji)算時間15萬個小(xiao)時，每次(ci)集中35家(jia)省級(ji)以上(shang)調(diao)度機構(gou)的分析人(ren)員上(shang)百名。
除了規模不斷擴大，電網(wang)運行方(fang)式(shi)的復雜程度也給(gei)葉儉的工作帶來了前所未有的挑(tiao)戰。
“現在國(guo)家(jia)電(dian)網的規(gui)模和復雜程度，在世界范圍內都是絕無僅(jin)有的。”國(guo)調中心系(xi)統運行處處長于釗如(ru)此形容葉儉(jian)的工作(zuo)難(nan)度。
葉儉和(he)她所(suo)在(zai)的團(tuan)隊(dui)不斷創新解決問題的方(fang)式方(fang)法：首次(ci)提出特(te)高(gao)(gao)壓(ya)交流(liu)聯(lian)絡(luo)線功率波動對無功電(dian)壓(ya)控制影(ying)響的工程實用(yong)算(suan)法，首次(ci)發現(xian)特(te)高(gao)(gao)壓(ya)直(zhi)流(liu)引起的暫態、穩(wen)態過電(dian)壓(ya)問題，首次(ci)發現(xian)多直(zhi)流(liu)換(huan)向失(shi)敗(bai)對系統穩(wen)定(ding)性的影(ying)響并提出解決方(fang)案……一個個“首次(ci)”累積出公(gong)司(si)在(zai)特(te)高(gao)(gao)壓(ya)運行與控制方(fang)面(mian)的世界領先地位。
“國家電網運行現在(zai)(zai)已經進入‘無人區’。”于(yu)釗告訴(su)記(ji)者，沒有借(jie)鑒(jian)沒有參(can)考(kao)，這(zhe)些解決方案都是葉(xie)儉(jian)和團(tuan)隊在(zai)(zai)實踐中反復(fu)摸索總結而來的。
消除(chu)任(ren)何影響電網安全(quan)穩定運(yun)行的(de)因素是葉儉的(de)日常工作(zuo)之一(yi)。
2010年7月14日，三峽電(dian)廠（裝機容量2240萬(wan)千瓦）總出力達到(dao)1780萬(wan)千瓦的時(shi)(shi)候，三峽機組及(ji)近區交流電(dian)網發生了不同程度的功(gong)率波動(dong)。當時(shi)(shi)水(shui)庫(ku)蓄水(shui)的水(shui)位已經達到(dao)滿發標準，電(dian)廠的滿出力發電(dian)意愿(yuan)十分迫切。
“隨著三(san)峽(xia)總出力增大，功率(lv)(lv)波(bo)(bo)動(dong)(dong)幅(fu)度不(bu)斷增大，我們非常(chang)擔心三(san)峽(xia)滿發之后會出現低頻振蕩，對電(dian)網安(an)全穩定運行產生破(po)壞性影響，必須及時排查(cha)出引(yin)發功率(lv)(lv)波(bo)(bo)動(dong)(dong)的關鍵因素。”連續三(san)周，經常(chang)奮戰到凌晨四五(wu)點，葉儉(jian)終于找(zhao)到了(le)(le)引(yin)發功率(lv)(lv)波(bo)(bo)動(dong)(dong)的原(yuan)因，并(bing)通過技術措施成(cheng)功抑制(zhi)了(le)(le)功率(lv)(lv)波(bo)(bo)動(dong)(dong)，保(bao)證了(le)(le)當(dang)年三(san)峽(xia)電(dian)廠(chang)滿功率(lv)(lv)運行。
“做(zuo)完這些，我才能(neng)夠說(shuo)三(san)(san)峽電廠(chang)可以(yi)滿功率(lv)運行了(le)。”葉儉(jian)說(shuo)“可以(yi)”的時候，底氣很足。從那時候到現在(zai)，每年豐水(shui)期，三(san)(san)峽都能(neng)平穩滿功率(lv)運行。
計(ji)算(suan)、分析、判(pan)斷，在單調枯燥的循(xun)環里，葉儉也從最(zui)初參與計(ji)算(suan)的普通工作(zuo)人員(yuan)逐(zhu)步(bu)成長為(wei)特高(gao)壓電(dian)網安全穩定(ding)分析工作(zuo)的主要力量。
這些年來，葉儉作為主要計算負(fu)責人，組織了(le)公司(si)、分部、省公司(si)三級調度(du)上百(bai)名專業技術(shu)人員，累計完成仿真算例超兩百(bai)萬次，統(tong)籌制訂數十項運行管理規程(cheng)規定共計10萬余字(zi)，準(zhun)確把握電網實(shi)際特(te)性，保(bao)障特(te)高壓電網的安(an)全穩(wen)定運行。
綠色：大量計算分析讓電網接納更多新能源
目前(qian)我國并網新能源(yuan)發電(dian)裝機規(gui)模超過3億千瓦，而且每年(nian)都在高(gao)速增長。大量新能源(yuan)并網給葉儉的日常(chang)工(gong)作提出了新的課(ke)題。
“新能源并網消納，不是這頭(tou)發(fa)電(dian)并網，那頭(tou)客戶使用，就(jiu)能夠順利(li)(li)消納這么簡單。新能源有自己的發(fa)電(dian)特性，想要讓(rang)它們順利(li)(li)融入(ru)大(da)電(dian)網，要做(zuo)大(da)量的電(dian)網運行分(fen)析和控制策略調整，可以說(shuo)是牽一發(fa)而動全(quan)身。”葉儉說(shuo)。
2015年，新(xin)疆哈密山北地區風機產生的次同(tong)步諧波引起300千米外3臺(tai)66萬千瓦(wa)火電機組脫網事件，葉儉記憶(yi)猶(you)新(xin)。
“我(wo)們對(dui)新(xin)事(shi)物的(de)認識是(shi)(shi)有(you)個過(guo)程的(de)。”葉儉分析(xi)道(dao)，一開(kai)始新(xin)能源并(bing)網基本參考的(de)都(dou)是(shi)(shi)國外的(de)一些標準，但是(shi)(shi)這些標準卻(que)不(bu)一定適用(yong)于(yu)我(wo)國電力(li)系統，比如(ru)國外很(hen)少有(you)像我(wo)國這樣(yang)上百萬千瓦(wa)級的(de)新(xin)能源基地，“這就造成了前幾年新(xin)能源并(bing)網尤其是(shi)(shi)風電并(bing)網，一出現擾動就脫網的(de)情況。”
問題處(chu)理(li)起來并(bing)不輕(qing)松。新疆風機引起機組脫網事件之(zhi)后，葉儉(jian)和同(tong)事們馬上著手分析研究，并(bing)布防(fang)了安(an)(an)控系統來保障電網安(an)(an)全運行。
“根本還是由于風機并網產生(sheng)了新的穩定問題。”葉儉表示，安控(kong)系統只能(neng)解決燃眉之急，并不能(neng)治(zhi)本。
在展開(kai)新疆哈(ha)密風電場數據搜集和(he)機理研究工作的同(tong)(tong)時，葉儉還和(he)同(tong)(tong)事對風電裝機密集的甘肅酒泉地區約700萬千瓦風電場進(jin)行了長達兩年(nian)的監測，得到了大量一手數據。
“我們通過改(gai)造風電的控制參數(shu)，解(jie)決了類似于(yu)新(xin)疆(jiang)哈密地區(qu)風電上網次同(tong)步諧波(bo)帶來的脫網問題(ti)，同(tong)時還對甘肅酒泉地區(qu)的風電場進行了高穿改(gai)造，有效提高了風電場的耐(nai)頻耐(nai)壓能力，并根據(ju)實際情況提出了適(shi)應于(yu)我國大規模新(xin)能源基(ji)地風電場、光伏發電廠并網標準(zhun)。”葉儉表示。
經過改造，甘肅酒泉地區(qu)風電的(de)棄電率下降了4個(ge)百分(fen)點(dian)左右。
2018年(nian)年(nian)初，葉儉還針對冀北、蒙東、新疆等地區局部斷面(mian)存在新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)送(song)出卡口(kou)(kou)的問(wen)題，組織相關單(dan)位梳理新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)送(song)出卡口(kou)(kou)情(qing)況。在采(cai)取細化運行方(fang)式安排、優化新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)模型等措施后，他們將(jiang)上述地區9個新能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)外送(song)斷面(mian)輸電能(neng)力總計提升(sheng)226萬千瓦(wa)。
通過多(duo)項新能源(yuan)消納措施，新能源(yuan)的(de)棄(qi)電率已經從幾年(nian)前的(de)16%降至2018年(nian)的(de)5.8%。
“2019年(nian)，公司的目標是將新能源的棄電(dian)率(lv)控(kong)制在5%之內，在每年(nian)新增幾(ji)千萬(wan)千瓦新能源裝機的基礎上，這是一個全(quan)新的挑戰。”葉儉又開始了(le)自(zi)己的計算分析(xi)。
【責任(ren)編輯(ji)：李巨堯】