12月18日,國網(wǎng)浙江電力圓滿完成了220千伏天惠線單相人工短路接地試驗。該試驗是500千伏天一變電站短路電流柔性抑制示范工程的實戰(zhàn)驗證環(huán)節(jié),標(biāo)志著短路電流柔性抑制技術(shù)完全滿足實用化需求。
隨著特高壓和新能源發(fā)電的快速發(fā)展,短路電流已不再是簡單的“越小越好”,而是呈現(xiàn)“雙刃劍”特征。一方面,較低的短路容量會影響特高壓直流和新能源的安全穩(wěn)定;另一方面,過高的短路電流則會制約設(shè)備運(yùn)行和網(wǎng)架建設(shè)。
常規(guī)的短路電流控制措施在降低短路電流的同時,也會削弱電網(wǎng)網(wǎng)架強(qiáng)度,降低電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性。浙江地域面積小,負(fù)荷密度大,短路電流控制問題已成為制約浙江電網(wǎng)發(fā)展和安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要矛盾之一。目前,浙江全省有110余條220千伏空充線路,占比達(dá)9%,5座500千伏變電站采取分列運(yùn)行,占比達(dá)10%,面臨資源有效利用的難題。
為構(gòu)建技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用、便于推廣的短路電流控制方案,國網(wǎng)浙江電力以能源互聯(lián)網(wǎng)形態(tài)下多元融合高彈性電網(wǎng)建設(shè)為主陣地,聯(lián)合中國電科院、國網(wǎng)經(jīng)研院、平高集團(tuán)、南瑞集團(tuán)、合肥工業(yè)大學(xué)和華北電力大學(xué)等產(chǎn)學(xué)研單位開展了短路電流柔性抑制關(guān)鍵技術(shù)研究和示范工程建設(shè),利用快速開關(guān)和快速控保兩個關(guān)鍵裝備和技術(shù),研制出一套短路電流柔性抑制解決方案:在發(fā)生短路故障時,快速控保極速反應(yīng),派出快速開關(guān)“先遣隊”,快速開關(guān)能夠以2倍于常規(guī)開關(guān)的速度率先開斷(<25毫秒),從而減小故障時流過常規(guī)開關(guān)的短路電流;再由常規(guī)開關(guān)完成組合開斷,消除短路故障;待故障消除后,快速開關(guān)將自動合上,恢復(fù)正常運(yùn)行方式。
在18日開展的實戰(zhàn)試驗中,為確保試驗安全有效開展,試驗采用基于無人機(jī)的人工短路接地試驗裝置進(jìn)行大、小故障電流驗證。無人機(jī)具有飛行速度和坐標(biāo)可精準(zhǔn)控制的優(yōu)勢。通過絕緣阻燃繩與金屬引弧線一端相接,控制無人機(jī)牽引引弧線飛行,使引弧線與引弧框平穩(wěn)接觸,模擬出輸電線路單相人工短路接地故障。
兩次短路試驗中,快速控保在2.2毫秒內(nèi)下達(dá)分閘指令,快速開關(guān)在20.1毫秒內(nèi)完成了故障開斷,均優(yōu)于設(shè)計指標(biāo);接地后快速控保極速反應(yīng),快速開關(guān)快速準(zhǔn)確動作,以2倍于常規(guī)開關(guān)的速度率先開斷,有效減小故障時流過常規(guī)開關(guān)的短路電流。本次試驗完整模擬了電網(wǎng)受到擾動后快速開關(guān)動作柔性抑制短路電流全過程,驗證了短路電流柔性抑制技術(shù)的有效性。
短路電流柔性抑制技術(shù)將常態(tài)化的短路電流控制措施轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)控制,實現(xiàn)了“柔性”抑制,創(chuàng)新短路電流綜合控制體系。
天一變電站短路電流柔性抑制示范工程投運(yùn)后,可靈活安排天一變與周圍500千伏變電站聯(lián)合供區(qū)運(yùn)行,充分利用周邊500千伏主變壓器變電容量和供區(qū)間聯(lián)絡(luò)通道能力,有效緩解天一變電站主變壓器壓力,提高局部電網(wǎng)供電能力和供電可靠性。