四川探索新型電力系統(tǒng)運(yùn)行管理思路 清潔能源跨省“互濟(jì)”開啟“單日模式”
9月15日,四川德陽(yáng)直流換流站內(nèi),值班員龍毅正全神貫注地對(duì)設(shè)備進(jìn)行例行巡視——±500千伏德陽(yáng)—寶雞直流輸電工程(以下簡(jiǎn)稱“德寶直流”)正以300萬千瓦滿功率運(yùn)行。通過這條“電力高速公路”,四川一天即可為包括陜西在內(nèi)的西北電網(wǎng)提供7200萬度電。
±800千伏賓金線穿越村莊與山林,將四川的清潔能源源源不斷外送出去,助力打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)。孫琦攝
據(jù)悉,作為四川電網(wǎng)為數(shù)不多可雙向輸電的直流外聯(lián)通道,德寶直流連接著西南、西北兩大清潔能源資源富集地區(qū)。自2009年投運(yùn)以來,德寶直流季節(jié)性地調(diào)整運(yùn)行方向,夏秋季,四川電網(wǎng)向西北電網(wǎng)輸送富余水電;春冬季,西北電網(wǎng)向四川電網(wǎng)輸送新能源和部分火電,以此實(shí)現(xiàn)兩地資源“豐枯互濟(jì)”。
今年夏天,在四川地區(qū)用電負(fù)荷持續(xù)攀升、高峰用電緊張的關(guān)鍵時(shí)期,德寶直流將清潔能源跨省“互濟(jì)”縮短至“單日模式”,在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了常規(guī)直流工程日內(nèi)柔性調(diào)度。換言之,通過在用電高峰、低谷時(shí)段靈活地調(diào)整運(yùn)行方向,德寶直流在一天內(nèi)實(shí)現(xiàn)了兩次“反轉(zhuǎn)”,不僅解決了四川電網(wǎng)高峰電力緊缺、低谷電力富余的問題,也促進(jìn)了西北電網(wǎng)新能源消納,形成了在“雙碳”目標(biāo)下對(duì)新型電力系統(tǒng)運(yùn)行管理模式的一次有益實(shí)踐。
實(shí)現(xiàn)“豐枯互補(bǔ)”到“錯(cuò)峰互補(bǔ)”
國(guó)網(wǎng)四川檢修公司德陽(yáng)直流換流站運(yùn)維人員在站內(nèi)進(jìn)行巡視。國(guó)網(wǎng)四川宣傳部供圖
“今年夏天四川電網(wǎng)用電負(fù)荷創(chuàng)歷史新高,電煤燃?xì)夤⿷?yīng)短缺,高峰時(shí)段電力供應(yīng)矛盾突出,供應(yīng)形勢(shì)異常嚴(yán)峻!眹(guó)網(wǎng)四川電力調(diào)度控制中心工作人員朱童說,近兩年,四川全社會(huì)用電量平均增長(zhǎng)10%,平均增速在全國(guó)電量前十的大省中排名第一。為了保障四川省電力安全、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)供應(yīng),提升跨省區(qū)電力支援能力成了必然要求和必然選擇。
另一方面,作為全國(guó)最大的水電生產(chǎn)基地,四川的清潔能源裝機(jī)容量占全網(wǎng)總裝機(jī)的八成以上。隨著新一輪大型水電集中投產(chǎn),預(yù)計(jì)2021年底四川電網(wǎng)全口徑清潔能源裝機(jī)容量將達(dá)近1億千瓦。同樣,西北電網(wǎng)新能源裝機(jī)規(guī)模也在快速增長(zhǎng),2020年底裝機(jī)容量已突破1億千瓦。在“雙碳”目標(biāo)下,做好清潔能源消納,探索能源電力低碳轉(zhuǎn)型,西南、西北電網(wǎng)都承擔(dān)著重要角色。
“隨著構(gòu)建新型電力系統(tǒng)任務(wù)不斷推進(jìn),新能源逐漸成為電力和電量的供應(yīng)主體。由于新能源本身具有‘靠天吃飯’的特性,使得傳統(tǒng)的電力電量平衡方法和運(yùn)行穩(wěn)定控制手段無法完全適應(yīng)!敝焱治龅,“在此形勢(shì)下,我們積極探索電力系統(tǒng)運(yùn)行管理新思路和新方法,包括直流工程的運(yùn)行管理模式等,以此來提升電力系統(tǒng)的靈活調(diào)節(jié)能力。”
7月14日,在國(guó)家電網(wǎng)調(diào)度控制中心、國(guó)網(wǎng)西南分部的統(tǒng)籌指導(dǎo)下,德寶直流成功實(shí)現(xiàn)首次日內(nèi)反向柔性調(diào)度運(yùn)行。在用電低谷時(shí)段(通常為22點(diǎn)至次日8點(diǎn)),四川電網(wǎng)向西北電網(wǎng)輸送富余水電;在用電高峰時(shí)段(通常為10點(diǎn)至20點(diǎn)),西北電網(wǎng)提供110萬千瓦電力支援川西北地區(qū),相當(dāng)于四川一座中小地級(jí)市電網(wǎng)的單日用電負(fù)荷。
據(jù)統(tǒng)計(jì),德寶直流于7月14日、7月27日至8月6日、8月9日至11日、8月13日4個(gè)時(shí)段,累計(jì)16天實(shí)施日內(nèi)柔性調(diào)度,保障了迎峰度夏期間電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電,促進(jìn)四川水電消納3億千瓦時(shí)、西北新能源消納2.2億千瓦時(shí)。經(jīng)換算,7月至8月,四川通過德寶直流受入西北新能源,相應(yīng)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤2.7萬噸,減排二氧化碳18.77萬噸。
破解“管理難題”和“技術(shù)空白”
德陽(yáng)換流站全景。國(guó)網(wǎng)四川宣傳部供圖
“要將‘一年兩次’的工作變?yōu)椤惶靸纱巍,這在國(guó)內(nèi)外都沒有先例!敝焱谩懊^過河”來形容德寶直流日內(nèi)柔性調(diào)度的幕后工作,“這對(duì)實(shí)時(shí)性、技術(shù)性、安全性的要求極高,需要破解組織協(xié)調(diào)和技術(shù)空白兩大難題!
據(jù)介紹,2020年9月,國(guó)網(wǎng)四川省電力公司啟動(dòng)了德寶直流日內(nèi)柔性調(diào)度專項(xiàng)工作。由調(diào)控、運(yùn)維、交易、科研等專業(yè)人員組成攻關(guān)小組,研究柔性調(diào)度運(yùn)行可行性,明確開展原則、適用范圍、啟動(dòng)條件及執(zhí)行流程等各項(xiàng)事宜,最終形成了具體的管理實(shí)施方案。攻關(guān)小組還基于薄弱環(huán)節(jié)和風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)制定了14種嚴(yán)重故障反事故預(yù)案表,開展多次事故演習(xí),檢驗(yàn)完善操作內(nèi)容和應(yīng)急處置措施,確保實(shí)施過程電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
新的運(yùn)行方式,也給德陽(yáng)換流站的運(yùn)維人員帶來了新的考驗(yàn)。
“日內(nèi)反轉(zhuǎn)會(huì)讓核心設(shè)備在短時(shí)間內(nèi)承受正反兩次不同電壓極性,就好像在高溫加熱后馬上進(jìn)入冷庫(kù)一樣,大大增加了設(shè)備安全運(yùn)行的不確定性!钡玛(yáng)換流站站長(zhǎng)高錦峰介紹,為了保障柔性調(diào)度安全進(jìn)行,國(guó)網(wǎng)四川檢修公司聯(lián)合設(shè)備廠家、設(shè)計(jì)單位、科研院所討論分析柔性調(diào)度可能帶來的隱患,最終確定了“直流閉鎖一小時(shí)后進(jìn)行反向解鎖”的運(yùn)行策略,編制了《日功率反轉(zhuǎn)期間運(yùn)維保障方案》。
“看似簡(jiǎn)單的一次‘反轉(zhuǎn)’,背后的操作卻有上百次!钡玛(yáng)換流站運(yùn)行班副班長(zhǎng)劉俊麗說,“實(shí)施日內(nèi)柔性調(diào)度的16天里,運(yùn)行班累計(jì)完成了3456項(xiàng)操作。有時(shí)凌晨?jī)扇c(diǎn)才完成上一輪操作,休息一會(huì)兒,早上六七點(diǎn)又開始了下一輪!
每次功率方向轉(zhuǎn)換后,運(yùn)檢人員李軼臻都需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行特殊巡視,每次特巡耗時(shí)2個(gè)多小時(shí),再加上每天的例行巡視,高溫天氣下,他的工作服總是被黏膩的汗水浸透!白睢腋!难惨暦炊前胍12點(diǎn)左右的特巡,因?yàn)闇囟冉迪聛砹,涼快一些!崩钶W臻說。
據(jù)悉,目前日內(nèi)柔性調(diào)度工作已告一段落,后續(xù)的設(shè)備檢測(cè)試驗(yàn)仍在進(jìn)行中。國(guó)網(wǎng)四川電力將總結(jié)經(jīng)驗(yàn),打造貼合“雙碳”目標(biāo)的電網(wǎng)運(yùn)行管理四川樣板,形成一套可推廣、可復(fù)制的成熟管理體系,為在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)背景下推動(dòng)實(shí)現(xiàn)跨區(qū)常規(guī)直流柔性調(diào)度常態(tài)化,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高水平的保供促消目標(biāo)奠定良好基礎(chǔ)。(高珩瑞)
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