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可控串補(bǔ)技術(shù)助力堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)

http://m.henanjusheng.com 2010-05-11 16:14 來源:國家電網(wǎng)報(bào)

   初夏的齊齊哈爾,東北電網(wǎng)500千伏馮屯變電站周圍一片碧綠,9米高的巨大串補(bǔ)平臺(tái)格外顯眼。很少有人知道,這套可控串補(bǔ)裝置創(chuàng)造了4個(gè)世界第一:可控串補(bǔ)度最高、可控容量最大、額定提升系數(shù)最大、閥額定電壓最高。它標(biāo)志著我國自主研發(fā)的可控串補(bǔ)技術(shù)后來居上,達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

  五年艱辛打造國際領(lǐng)先

  可控串補(bǔ)技術(shù),是靈活交流輸電技術(shù)中較為成熟的技術(shù)之一,在智能電網(wǎng)中有廣泛用途。過去,可控串補(bǔ)技術(shù)只為瑞典、德國、美國三國掌握。國外各大公司均對(duì)核心技術(shù)嚴(yán)加保密。同時(shí),這些公司也把工程報(bào)價(jià)定為成本的十幾倍。

  不掌握核心技術(shù),將永遠(yuǎn)受制于人。為了擺脫這種困境,從上世紀(jì)90年代開始,中國電力科學(xué)研究院組織了由中國科學(xué)院院士周孝信等3名院士領(lǐng)銜,數(shù)十名技術(shù)人員參與的研發(fā)團(tuán)隊(duì),自主研發(fā)和設(shè)計(jì)可控串補(bǔ)技術(shù)及裝置。

  從空白起步,艱辛可想而知。項(xiàng)目組成員通常每天都要工作到晚上10點(diǎn)。“日以繼夜”成了工作常態(tài)。2002年,可控串補(bǔ)的最核心技術(shù)——可控串聯(lián)補(bǔ)償晶閘管的電子觸發(fā)系統(tǒng)的研制正式啟動(dòng)。

  可控串聯(lián)補(bǔ)償晶閘管閥一般位于高電位,對(duì)地絕緣電壓等級(jí)均在220千伏或500千伏,因此與傳統(tǒng)控制對(duì)象相比,必須解決電子觸發(fā)系統(tǒng)的能源問題、抗干擾設(shè)計(jì)問題、與地面設(shè)備間的通信問題、觸發(fā)與實(shí)時(shí)檢測(cè)的控制策略等一系列技術(shù)難題。因此,這套系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案就前前后后改了十幾次。每個(gè)設(shè)計(jì)方案中的關(guān)鍵點(diǎn),也都經(jīng)歷了反復(fù)細(xì)致的設(shè)計(jì)、制作、實(shí)驗(yàn)。

  “可控串補(bǔ)從理論到工程實(shí)施,前后歷時(shí)5年。”這種“可控串聯(lián)補(bǔ)償晶閘管的電子觸發(fā)系統(tǒng)”的第一發(fā)明人、中國電科院中電普瑞公司標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)部經(jīng)理任孟干說。他回憶稱,當(dāng)時(shí)光是為了解決高電位提取能量的問題,科研人員就進(jìn)行了幾十種嘗試。最后采用的電壓電流混合取能技術(shù),可以在60安~80千安的電流范圍、80伏特~6500伏特的電壓范圍內(nèi)可靠工作,實(shí)現(xiàn)電壓取能和電流取能的無縫切換,至今仍屬國際領(lǐng)先。

  5年的艱辛工作,換來了巨大的成功。由中國電科院研制的“可控串聯(lián)補(bǔ)償晶閘管的電子觸發(fā)系統(tǒng)”,有著電壓電流混合取能技術(shù)、自糾錯(cuò)的邏輯回路、后備觸發(fā)功能等國際領(lǐng)先的創(chuàng)新點(diǎn),使這套系統(tǒng)較之國外同類產(chǎn)品,拓展了可控串補(bǔ)裝置的有效工作范圍,取能方式更靈活可靠,抗干擾措施更全面,具有獨(dú)特的自糾錯(cuò)功能,有效提高了工作的安全性和可靠性,保證了可控串補(bǔ)系統(tǒng)在輸電線路中的安全可靠運(yùn)行和輸電能力最大限度的提高。

  中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)對(duì)其鑒定后認(rèn)為,這套系統(tǒng)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。2009年2月,該項(xiàng)目獲得國家專利授權(quán)。

  助力堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)

  以國產(chǎn)可控串聯(lián)補(bǔ)償晶閘管的電子觸發(fā)系統(tǒng)為核心的科技自主創(chuàng)新產(chǎn)品可控串補(bǔ)技術(shù),把我國的電力電子行業(yè)引領(lǐng)到國際先進(jìn)水平。而國產(chǎn)化可控串補(bǔ)裝置,不僅使得國外廠商的報(bào)價(jià)下降近一半,也有力地占有了國內(nèi)市場(chǎng)份額。

  2004年,我國首套國產(chǎn)化可控串補(bǔ)工程、世界第一個(gè)固定及可控混合型串補(bǔ)工程——甘肅碧成220千伏可控串補(bǔ)裝置順利投運(yùn),我國成為世界上第4個(gè)掌握此項(xiàng)技術(shù)的國家。

  3年后,被中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)稱為當(dāng)時(shí)“世界上可控串補(bǔ)度最高、串補(bǔ)容量最大、額定提升系數(shù)最大、閥額定電壓最高、運(yùn)行環(huán)境最復(fù)雜、設(shè)計(jì)難度最大”的國產(chǎn)化超高壓可控串補(bǔ)工程——伊(敏電廠)馮(屯)500千伏可控串補(bǔ)裝置成功投運(yùn)。

  這兩項(xiàng)工程在建設(shè)之初,就為國家節(jié)省基建投資約4億元,減少輸電走廊面積約2100多公頃,后者少砍伐大興安嶺原始森林約750公頃,有效保護(hù)了寶貴的生態(tài)資源,其環(huán)保效益難以估量。

  目前,已投運(yùn)的國產(chǎn)可控串補(bǔ)裝置保持良好的運(yùn)行狀況,其穩(wěn)定性超過了國外公司在我國投運(yùn)的同類設(shè)備。據(jù)測(cè)算,碧成220千伏可控串補(bǔ)裝置投運(yùn)后,當(dāng)年新增產(chǎn)值1.2億元,500千伏伊馮可控串聯(lián)電容補(bǔ)償裝置投運(yùn)后,僅2007年就因提高輸電能力而新增產(chǎn)值4.4億元。至今,這兩套可控串補(bǔ)裝置已累計(jì)新增效益近30億元。

  突出的業(yè)績(jī)帶來了數(shù)不勝數(shù)的各類獎(jiǎng)項(xiàng)。2006年,該技術(shù)榮獲國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)頒發(fā)的中國電力科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng);2007年,獲得中央企業(yè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)金獎(jiǎng);2008年,獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),中國電力科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。在今年2月舉行的第十一屆中國專利獎(jiǎng)?lì)C獎(jiǎng)儀式上,榮獲專利金獎(jiǎng)。

  如今,適應(yīng)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的大電網(wǎng)互聯(lián)、特高壓建設(shè)、堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)、可再生能源和新能源接入等,對(duì)能源輸送、電網(wǎng)穩(wěn)定性提出了新的要求。以國產(chǎn)可控串聯(lián)補(bǔ)償晶閘管的電子觸發(fā)系統(tǒng)為核心的可控串補(bǔ)技術(shù),將憑借其卓越性能,為支撐堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)和我國低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展,提供新的動(dòng)力。

  

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