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電網(wǎng)安全運行的制勝砝碼

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——記南方電網(wǎng)科研院電網(wǎng)仿真技術研究團隊

“南方電網(wǎng)為什么可以在珠三角落點這么多回直流系統(tǒng),還能保證電網(wǎng)運行安全?仿真實驗室及其團隊是‘制勝砝碼’。”我國電力系統(tǒng)及其自動化專家、中國工程院院士韓英鐸多次這樣稱贊。

南方電網(wǎng)仿真重點實驗室自2004年成立以來,從只能仿真一回直流輸電系統(tǒng)到覆蓋全網(wǎng)的世界最大規(guī)模實時仿真系統(tǒng),從基礎理論研究到研發(fā)世界最復雜的交直流電網(wǎng)電磁機電混合實時仿真平臺SMRT,從只能開展直流功能性能試驗到全面預測電網(wǎng)運行安全風險,現(xiàn)已發(fā)展成為國際先進、技術水準一流的大電網(wǎng)研究中心。

走進被稱為“鎮(zhèn)家之寶”的南方電網(wǎng)仿真實驗室大廳,一排排直流輸電控制保護設備和RTDS(實時數(shù)字仿真器)運行指示LED燈閃爍著,數(shù)十臺高性能工作站正在顯示仿真運算的結果。

南方電網(wǎng)科研院電網(wǎng)仿真與控制技術研究所副所長郭琦介紹,電網(wǎng)實時仿真技術就是構建一個數(shù)字化的虛擬電網(wǎng),在這個看不見、摸不著、只存在于處理器的虛擬電網(wǎng)上,進行調控指令的試驗,“捕捉”電網(wǎng)運行風險。

2004年仿真實驗室剛成立時,只能仿真一回直流輸電系統(tǒng),團隊也只有3人?!拔麟姈|送快速發(fā)展,電網(wǎng)越來越復雜,我們迫切需要一個更先進的大電網(wǎng)仿真平臺?!痹抡鎸嶒炇邑撠熑?、現(xiàn)南網(wǎng)科研院副總工程師韓偉強說。

2010年,春節(jié)后的第一天,仿真所技術專家黃立濱與張建設開始了世界上最大規(guī)模實時仿真系統(tǒng)關鍵設備的調試。占地600余平方米,連世界實時仿真器“鼻祖”——加拿大RTDS公司也沒有如此大規(guī)模系統(tǒng)的調試環(huán)境。持續(xù)十天的鏖戰(zhàn),一輪輪晨曦變成了星空,一次次喧囂變成了寂靜,由26個仿真器組成的仿真系統(tǒng)第一次平穩(wěn)運轉起來了。

為了突破交直流電網(wǎng)混合實時仿真(簡稱SMRT)實用化的難題,郭琦帶領青年工程師李偉、胡云連續(xù)3天蹲守實驗室,對平臺出現(xiàn)的功率振蕩問題進行攻關。幾經奮戰(zhàn),終于建成世界上技術最先進、規(guī)模最大的仿真平臺SMRT,解決了以前我國電網(wǎng)調度運行、系統(tǒng)分析想做而不能做的事情。2014年底,韓籍仿真專家InKwon Park博士到實驗室,連聲感慨:“這是我第一次看到34個仿真機柜同時在一個模型運行,實在太不可思議了!請幫我拍張照片留念?!?

據(jù)介紹,仿真技術有一半難度集中在模型的建立上,最具有核心競爭力的就是科研人員對數(shù)字電網(wǎng)模型的構建方法。這是一筆無形資產,十年間無數(shù)個“世界第一”在此誕生:世界上第一次接入實際發(fā)電機勵磁調速器裝置進行特高壓直流孤島運行試驗;世界上第一次通過高速接口實現(xiàn)跨平臺電磁機電混合實時仿真;世界上第一次建立交直流大電網(wǎng)安全穩(wěn)定控制仿真試驗平臺并投入工程應用……

虛擬電網(wǎng)正化身為南方電網(wǎng)安全生產運行的“保護神”。2012年的一天,仿真所接到南網(wǎng)總調的緊急電話:“剛才楚穗直流發(fā)生單極閉鎖,請你們抓緊仿真故障,提出解決措施?!辈坏绞昼?,骨干們紛紛回到實驗室,他們是毫不遜色的快速反應“部隊”。

“直流現(xiàn)場運行人員認為,直流主保護動作肯定是由于直流故障引起,從電氣量特征來看,這個結論值得懷疑。”賈旭東博士邊翻現(xiàn)場錄波圖邊說。

時間一分一秒過去,試驗小組還在反復模擬故障,每次仿真結果都與現(xiàn)場錄波相差甚遠。正當大家一籌莫展時,一直在觀察圖形的郭琦一拍腦門:“或許,我們可以換個思路,從測量環(huán)節(jié)入手分析這個問題?!痹囼灲M成員連夜奮戰(zhàn),通宵達旦,130次試驗后,他們鄭重寫下基本結論。次日早上,南方電網(wǎng)總調度收到故障分析報告。后來的現(xiàn)場故障處理證實試驗小組給出的結論完全正確。那次事故距今已兩年多了,類似問題再未發(fā)生過?,F(xiàn)在,仿真團隊每年都要為10多次直流現(xiàn)場故障進行原因分析與反事故措施研究。

據(jù)介紹,大電網(wǎng)仿真技術研究團隊目前已發(fā)展到23人,全部是博士、碩士,研究范圍涵蓋電網(wǎng)實時數(shù)字仿真技術、特高壓直流輸電技術等多個領域。累計榮獲科技成果獎勵72項,獲得專利授權101項,整體科技研發(fā)居世界領先水平。實驗室已成為公司科技創(chuàng)新的對外“窗口”,先后接待了近萬人次國內外同行、專家學者訪問參觀。也正是這支團隊對推動實時仿真技術創(chuàng)新的突出貢獻,加拿大RTDS公司授予他們唯一的“全球榮譽貢獻獎”。


來源:中國經濟網(wǎng)

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