文章來源：國家電(dian)網有限公司 發布時間：2020-04-09
葉儉，國家(jia)電(dian)(dian)網有限(xian)公(gong)司國家(jia)電(dian)(dian)力調度控制中(zhong)心系統運行(xing)(xing)處(chu)一(yi)名普(pu)通(tong)員(yuan)工(gong)。她(ta)(ta)的(de)工(gong)作說起來只有六個字：分(fen)析、計(ji)算、判斷。她(ta)(ta)的(de)工(gong)作對(dui)象是(shi)全球(qiu)規(gui)模(mo)最大、運行(xing)(xing)最復雜的(de)電(dian)(dian)網，工(gong)作內(nei)容則(ze)是(shi)這張網的(de)安全運行(xing)(xing)和特性研究。
從(cong)2008年參與第一條(tiao)特(te)高壓線路系統計算開始，葉儉用(yong)十年時(shi)間(jian)逐步掌握了國家(jia)電網的(de)運(yun)行特(te)性，用(yong)自己過(guo)硬的(de)計算分析功底(di)，為保(bao)障高速發展中(zhong)的(de)電網安(an)全(quan)穩定運(yun)行作(zuo)出貢獻。
安全：每次說“可以”或“行”的時候壓力最大
國(guo)家電(dian)力(li)調度控制(zhi)中心是國(guo)家電(dian)網(wang)最高(gao)一級調度機構，負(fu)責(ze)國(guo)家電(dian)網(wang)調度運(yun)行工作(zuo)的(de)組織、指揮、協調和指導。系(xi)統運(yun)行處(chu)承(cheng)擔著國(guo)家電(dian)網(wang)特性研究與計算分(fen)析、制(zhi)定跨區互(hu)聯電(dian)網(wang)運(yun)行方式與控制(zhi)策略的(de)職責(ze)，發揮著保障大電(dian)網(wang)安全穩定運(yun)行的(de)重(zhong)要作(zuo)用(yong)。如果把(ba)(ba)電(dian)力(li)看作(zuo)車流，把(ba)(ba)電(dian)網(wang)當成(cheng)公(gong)路(lu)網(wang)的(de)話，系(xi)統運(yun)行處(chu)的(de)工作(zuo)就是制(zhi)定“交通規則”。
這些“交通規則”就是葉(xie)儉(jian)每(mei)年都要參加編寫(xie)的《特高壓(ya)互聯電網(wang)(wang)穩定及無功電壓(ya)調(diao)度運行規定》，是全球最大最復雜電網(wang)(wang)的“使用(yong)說明書”。
“這本運行(xing)手冊主要(yao)是告訴調度人員，每一(yi)條線(xian)路安(an)全穩定(ding)運行(xing)的邊(bian)界在哪里。”葉儉告訴記者，工(gong)作中時常(chang)會(hui)遇到同事詢問線(xian)路能夠承受(shou)的極限輸(shu)送功(gong)率，“每次回答‘可(ke)以(yi)’或者‘行(xing)’的時候，我的壓力(li)最大。雖然之前已經通過仿真系統反(fan)復計算分析，但結果是否可(ke)靠還要(yao)經過實踐(jian)檢驗。”
每增加一(yi)條線路，電網運行方(fang)(fang)式(shi)都會發生改變(bian)。特高壓(ya)線路輸送容(rong)量大，對電網運行方(fang)(fang)式(shi)的(de)影響尤為明顯。從2008年第一(yi)條特高壓(ya)線路系(xi)統(tong)調試就開始(shi)參與工作的(de)葉儉對此感觸最深：“我(wo)們(men)會做大量仿真計算，來確保系(xi)統(tong)發生故障時，電力能夠持(chi)續(xu)可靠供(gong)應(ying)。”
2008-2018年，國家電網并(bing)網總(zong)裝機規模從6億(yi)千(qian)(qian)瓦(wa)(wa)變成了(le)14億(yi)千(qian)(qian)瓦(wa)(wa)，7回跨(kua)區直流(liu)（無特高壓(ya)直流(liu)）變成了(le)23回跨(kua)區直流(liu)（11回特高壓(ya)直流(liu)），單個直流(liu)額定輸(shu)送(song)功率由300萬千(qian)(qian)瓦(wa)(wa)提升至1200萬千(qian)(qian)瓦(wa)(wa)。
與電(dian)網(wang)規(gui)模大幅增長對應的(de)是電(dian)網(wang)運行(xing)仿(fang)真(zhen)計(ji)算(suan)量的(de)翻(fan)倍增長。2009年，電(dian)網(wang)運行(xing)方式仿(fang)真(zhen)計(ji)算(suan)量單(dan)機所需時(shi)(shi)間5000小(xiao)時(shi)(shi)，每(mei)次集中(zhong)12家省級以(yi)上(shang)調度(du)(du)機構(gou)分析(xi)人(ren)員35人(ren)。這組(zu)數字到(dao)2019年已(yi)經變(bian)成單(dan)機仿(fang)真(zhen)計(ji)算(suan)時(shi)(shi)間15萬個小(xiao)時(shi)(shi)，每(mei)次集中(zhong)35家省級以(yi)上(shang)調度(du)(du)機構(gou)的(de)分析(xi)人(ren)員上(shang)百名。
除(chu)了(le)(le)規模(mo)不斷(duan)擴大，電網運行方式的(de)復雜(za)程(cheng)度也給葉儉的(de)工作帶來(lai)了(le)(le)前所未有(you)的(de)挑(tiao)戰。
“現在國(guo)家電網的(de)規模和(he)復雜程度(du)，在世(shi)界范(fan)圍(wei)內都是絕無(wu)僅有的(de)。”國(guo)調中心系統運行(xing)處處長于(yu)釗(zhao)如此形容葉儉的(de)工作難度(du)。
葉(xie)儉(jian)和她所在(zai)的(de)(de)團隊(dui)不(bu)斷(duan)創(chuang)新解(jie)(jie)決問題的(de)(de)方(fang)式(shi)方(fang)法：首(shou)次(ci)(ci)(ci)提出(chu)特高(gao)(gao)壓(ya)交流聯絡(luo)線功率波動對(dui)無(wu)功電(dian)壓(ya)控制影響的(de)(de)工程實用算法，首(shou)次(ci)(ci)(ci)發(fa)現(xian)特高(gao)(gao)壓(ya)直(zhi)流引起的(de)(de)暫(zan)態(tai)(tai)、穩態(tai)(tai)過電(dian)壓(ya)問題，首(shou)次(ci)(ci)(ci)發(fa)現(xian)多直(zhi)流換向(xiang)失敗對(dui)系統穩定(ding)性的(de)(de)影響并提出(chu)解(jie)(jie)決方(fang)案……一(yi)個個“首(shou)次(ci)(ci)(ci)”累積出(chu)公司(si)在(zai)特高(gao)(gao)壓(ya)運行與控制方(fang)面的(de)(de)世界(jie)領先(xian)地位。
“國家(jia)電網運行現在已經(jing)進(jin)入(ru)‘無人(ren)區’。”于(yu)釗告訴記者，沒有(you)借鑒沒有(you)參考，這些解決(jue)方案都是葉儉和(he)團(tuan)隊在實踐中反(fan)復摸索總結而(er)來的。
消除任何影響(xiang)電網安全穩定運行的因素是葉儉的日(ri)常工作(zuo)之一。
2010年7月14日，三峽(xia)電廠(chang)（裝機(ji)容量(liang)2240萬(wan)千瓦(wa)）總出力(li)達(da)到1780萬(wan)千瓦(wa)的(de)時(shi)候，三峽(xia)機(ji)組及近(jin)區交(jiao)流電網發生了不同程度的(de)功率波動。當(dang)時(shi)水(shui)庫蓄(xu)水(shui)的(de)水(shui)位已經達(da)到滿發標準，電廠(chang)的(de)滿出力(li)發電意愿(yuan)十(shi)分迫(po)切。
“隨著三峽總出力(li)增大，功(gong)率(lv)(lv)(lv)波(bo)動(dong)幅度不斷(duan)增大，我們(men)非常擔心(xin)三峽滿發之后(hou)會(hui)出現低頻振蕩，對電網安(an)全穩定運(yun)行產生破壞性影響，必須及時排查出引發功(gong)率(lv)(lv)(lv)波(bo)動(dong)的關(guan)鍵(jian)因素(su)。”連續三周(zhou)，經(jing)常奮(fen)戰到凌(ling)晨四五點，葉儉終于找到了引發功(gong)率(lv)(lv)(lv)波(bo)動(dong)的原因，并通過(guo)技術措施(shi)成功(gong)抑制(zhi)了功(gong)率(lv)(lv)(lv)波(bo)動(dong)，保證了當年三峽電廠滿功(gong)率(lv)(lv)(lv)運(yun)行。
“做完(wan)這(zhe)些，我才能夠說(shuo)三峽電廠可(ke)(ke)以(yi)滿功(gong)率(lv)運行了。”葉儉說(shuo)“可(ke)(ke)以(yi)”的(de)時(shi)候，底氣很足。從那時(shi)候到現在，每年豐水期(qi)，三峽都能平穩滿功(gong)率(lv)運行。
計(ji)算、分(fen)析、判斷，在單調(diao)枯燥的循環里，葉儉(jian)也從最初參與(yu)計(ji)算的普通工(gong)作人員逐步成長為特高壓電(dian)網(wang)安全穩定(ding)分(fen)析工(gong)作的主(zhu)要力量。
這些年來(lai)，葉(xie)儉作為主要(yao)計(ji)算(suan)負責人(ren)，組(zu)織(zhi)了公司(si)、分(fen)部、省公司(si)三級調度上百名專(zhuan)業技術人(ren)員，累計(ji)完成仿真算(suan)例(li)超兩百萬次，統(tong)籌制訂數十(shi)項(xiang)運(yun)行管理(li)規程規定(ding)共計(ji)10萬余字，準(zhun)確把握電網實際特性(xing)，保(bao)障特高(gao)壓電網的安全穩(wen)定(ding)運(yun)行。
綠色：大量計算分析讓電網接納更多新能源
目前我國并(bing)網(wang)新能(neng)源(yuan)發電(dian)裝機規(gui)模(mo)超過3億千瓦，而(er)且每(mei)年都在高速增長(chang)。大量(liang)新能(neng)源(yuan)并(bing)網(wang)給葉(xie)儉的日常工作(zuo)提出了新的課(ke)題。
“新(xin)(xin)能源并(bing)(bing)網(wang)(wang)消納，不是這頭(tou)發(fa)電(dian)并(bing)(bing)網(wang)(wang)，那頭(tou)客(ke)戶使用，就(jiu)能夠順利消納這么簡單。新(xin)(xin)能源有自己(ji)的發(fa)電(dian)特性，想要(yao)讓它們順利融入大電(dian)網(wang)(wang)，要(yao)做(zuo)大量的電(dian)網(wang)(wang)運(yun)行分(fen)析(xi)和控制(zhi)策略調整(zheng)，可(ke)以說(shuo)是牽一(yi)發(fa)而動全身。”葉(xie)儉說(shuo)。
2015年(nian)，新疆哈密山北地區風機(ji)產生的次同步諧波引起300千米外3臺66萬千瓦火(huo)電(dian)機(ji)組脫網(wang)事件(jian)，葉(xie)儉記憶猶新。
“我們對新(xin)(xin)事物的認識是(shi)(shi)(shi)有個過程的。”葉儉(jian)分析道，一開始新(xin)(xin)能源(yuan)并(bing)網基(ji)本參考的都是(shi)(shi)(shi)國外的一些(xie)標(biao)準(zhun)，但是(shi)(shi)(shi)這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)卻不一定適用于我國電力(li)系(xi)統，比如(ru)國外很少有像我國這(zhe)樣上百萬(wan)千瓦級的新(xin)(xin)能源(yuan)基(ji)地，“這(zhe)就(jiu)造成(cheng)了前幾年新(xin)(xin)能源(yuan)并(bing)網尤其(qi)是(shi)(shi)(shi)風電并(bing)網，一出(chu)現擾動就(jiu)脫(tuo)網的情(qing)況。”
問題處理起(qi)來并不輕松。新疆風(feng)機引起(qi)機組脫網事件之后，葉儉和同事們馬上著(zhu)手(shou)分析(xi)研究，并布防了安(an)控系(xi)統來保障電網安(an)全運行(xing)。
“根本還是由于(yu)風機并網產生了新的穩定問題(ti)。”葉(xie)儉表示，安控系統只(zhi)能解決燃眉之急，并不能治本。
在展開新疆哈密風(feng)電場數據(ju)搜集和機理(li)研究(jiu)工(gong)作的同時，葉(xie)儉還和同事(shi)對(dui)風(feng)電裝機密集的甘肅酒(jiu)泉(quan)地區約700萬千(qian)瓦風(feng)電場進行了長達兩年的監(jian)測，得到了大量(liang)一(yi)手(shou)數據(ju)。
“我們(men)通過(guo)改造(zao)風(feng)電(dian)(dian)的控制參數，解決了(le)(le)類似于新疆哈(ha)密地區(qu)風(feng)電(dian)(dian)上網次同步(bu)諧(xie)波帶來的脫網問題(ti)，同時還對甘肅酒泉地區(qu)的風(feng)電(dian)(dian)場進行了(le)(le)高穿改造(zao)，有(you)效提高了(le)(le)風(feng)電(dian)(dian)場的耐頻耐壓能力，并根據(ju)實際情況提出了(le)(le)適應于我國大規模(mo)新能源基(ji)地風(feng)電(dian)(dian)場、光伏發電(dian)(dian)廠并網標(biao)準。”葉(xie)儉表(biao)示。
經過改造，甘肅酒泉地區風電的(de)棄電率下降了4個百分點(dian)左右。
2018年(nian)年(nian)初，葉儉還針(zhen)對冀北、蒙東、新疆(jiang)等地區局(ju)部斷面(mian)存在(zai)新能(neng)(neng)(neng)源送(song)出卡口的(de)問題，組織(zhi)相關單(dan)位梳(shu)理新能(neng)(neng)(neng)源送(song)出卡口情(qing)況。在(zai)采取細化運行方(fang)式安排、優(you)化新能(neng)(neng)(neng)源模型等措施(shi)后，他們將上述地區9個新能(neng)(neng)(neng)源外送(song)斷面(mian)輸電(dian)能(neng)(neng)(neng)力(li)總計提升226萬千瓦。
通過多(duo)項新能源消納措施，新能源的棄電率已經從(cong)幾年前的16%降至(zhi)2018年的5.8%。
“2019年(nian)，公司的目標是將新(xin)能源的棄電率控制在5%之內(nei)，在每年(nian)新(xin)增(zeng)幾千萬千瓦新(xin)能源裝(zhuang)機(ji)的基礎上，這是一個全新(xin)的挑戰。”葉儉(jian)又(you)開始了自己的計算(suan)分析。
【責任編(bian)輯(ji)：李(li)巨堯】