在全國聯(lián)網(wǎng)的大格局中，河南電網(wǎng)處于“三華—兩北”大型特高壓電網(wǎng)的重要互聯(lián)位置，大電網(wǎng)運行的特性越發(fā)顯現(xiàn)。進入特高壓交直流電網(wǎng)混聯(lián)運行新時期，河南電網(wǎng)運行模式的重大轉(zhuǎn)變給電網(wǎng)管理帶來了巨大挑戰(zhàn)，如何才能更好地保障河南電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行?
“必須以防控交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險為重點，創(chuàng)新工作思路、創(chuàng)新工作機制、創(chuàng)新工作方法、創(chuàng)新制度保障，扎實做好特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控工作。”由國網(wǎng)河南省電力公司承擔(dān)的管理創(chuàng)新項目《特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系建設(shè)與實踐》——國家電網(wǎng)公司2014年度管理創(chuàng)新一等獎項目給出了這樣的答案。
大電網(wǎng)時代的新要求
2015年上半年，河南跨區(qū)跨省購入電量140.97億千瓦時，其中天中直流從新疆向河南輸送電能114.52億千瓦時，占外購電量的81.24%。
天中直流工程是國家電網(wǎng)公司落實中央新疆開發(fā)戰(zhàn)略的重要之舉。確保特高壓交直流混聯(lián)條件下電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，也是國網(wǎng)河南省電力公司響應(yīng)“建設(shè)美麗河南”號召、服務(wù)河南經(jīng)濟社會發(fā)展的具體體現(xiàn)。利用特高壓輸電線路，將西北部的風(fēng)電、太陽能發(fā)電等清潔能源輸送至中部經(jīng)濟中心，不但能緩解河南能源緊張局面，而且能利用西北部清潔能源“驅(qū)散霧霾”，進一步破解河南能源安全與環(huán)境保護的難題。
2014年1月27日，天中±800千伏特高壓直流工程投運，河南電網(wǎng)進入特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)新時期，交直流耦合特性進一步凸顯，這為電網(wǎng)運行機理變化提出新課題：研究表明，省網(wǎng)幾乎全部的500千伏交流線路及直流近區(qū)約60%的220千伏線路，一旦出現(xiàn)單相、三相故障均可能導(dǎo)致天中直流換相失敗，甚至可能造成網(wǎng)內(nèi)大量功率缺失。
同時，大電網(wǎng)時代帶來了新挑戰(zhàn)：區(qū)外直流送端電網(wǎng)故障影響著河南電網(wǎng)的運行，區(qū)內(nèi)直流系統(tǒng)故障影響著交流系統(tǒng)區(qū)域間的潮流轉(zhuǎn)移和功率波動。2014年以來，天中直流已因新疆送端因素造成臨停、急降功率8次;因某站電流互感器故障，天中直流發(fā)生兩次功率緊急回降，造成特高壓交流長治北—南陽站一線及河南省網(wǎng)內(nèi)部500kV斷面功率波動。
此外，特高壓天中直流額定輸送容量800萬千瓦，是世界上第一個將風(fēng)電、太陽能發(fā)電和火電打捆外送的特高壓直流輸電工程，輸電距離2210公里。作為受端的河南電網(wǎng)面臨大容量跨區(qū)域輸電的實際情況，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)“強直弱交”的特性，這樣的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提出了新要求：必須建立健全完備的穩(wěn)控系統(tǒng)和負荷控制方案。
為保障特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，省電力公司強化部門協(xié)同配合，借鑒供應(yīng)鏈協(xié)同管理思想，全面梳理電力流供應(yīng)鏈上電源、電網(wǎng)、負荷各環(huán)節(jié)風(fēng)險，扎實開展網(wǎng)格化的全面風(fēng)險管理，建設(shè)實施了基于供應(yīng)鏈協(xié)同管理方法的三維網(wǎng)格化風(fēng)險綜合防控體系。該體系不僅充分體現(xiàn)了“三方協(xié)同、風(fēng)險共擔(dān)”的核心思想，而且彰顯了電源企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和用電客戶共擔(dān)社會責(zé)任的價值觀念。
搭建“四位一體”防控網(wǎng)
省電力公司通過特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)，建立了組織、機制、制度、平臺“四位一體”防控體系，實施了“網(wǎng)源協(xié)同、網(wǎng)網(wǎng)協(xié)同、網(wǎng)荷協(xié)同”三大協(xié)同管理，通過全面落實各項防控措施，使重點運行風(fēng)險得到了有效管控。
在規(guī)劃特高壓交流南陽站主變落地之初，省電力公司就成立相應(yīng)組織機構(gòu)開展綜合風(fēng)險防控體系建設(shè)，著力開展特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)的適應(yīng)性研究，為做好特高壓交直流混聯(lián)條件下電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。
為實現(xiàn)管理目標，項目組在電源、電網(wǎng)、負荷三側(cè)識別出了九項重點運行風(fēng)險，并扎實有效管理風(fēng)險。以負荷側(cè)為例，項目組綜合考慮河南電網(wǎng)負荷結(jié)構(gòu)及電解鋁企業(yè)具有負荷平穩(wěn)持續(xù)、負荷量大、短時間停電影響小等特點，確定電解鋁企業(yè)為河南快速切除負荷客戶群體，并從安全、經(jīng)濟、服務(wù)三個方面創(chuàng)新服務(wù)，最大限度減少風(fēng)險。
制度建設(shè)是風(fēng)險防控機制落實到位的有力保證。為保證風(fēng)險防控體系的建設(shè)實施，省公司依據(jù)有關(guān)條例、規(guī)程、標準，頒布出臺了《河南電網(wǎng)運行安全風(fēng)險管理規(guī)定》，明確了特高壓交直流混聯(lián)后的河南電網(wǎng)開展運行風(fēng)險綜合防控的各項具體要求;在開展具體工作時注重要求明確、操作性強的制度建設(shè)，保證風(fēng)險防控機制的落實。
搭建技術(shù)平臺是三維網(wǎng)格化風(fēng)險綜合防控體系的重要組成部分。省電力公司結(jié)合大電網(wǎng)發(fā)展需求，構(gòu)建了河南電網(wǎng)機網(wǎng)協(xié)調(diào)在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺、運行與安全防御技術(shù)保障系統(tǒng)平臺、穩(wěn)控裝置監(jiān)視與管理系統(tǒng)平臺，從電源、電網(wǎng)、負荷三側(cè)通過量化、信息化的管理系統(tǒng)建設(shè)運行，對主要關(guān)鍵風(fēng)險指標進行監(jiān)測和分析，全面提升信息化支撐水平。
運行風(fēng)險防范見成效
“在供應(yīng)鏈協(xié)同管理思想的指導(dǎo)下，特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)實施，最突出的效果就是使電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、負荷側(cè)主要運行風(fēng)險得到有效管控。”該項目負責(zé)人告訴記者，綜合防控體系建設(shè)成效還實現(xiàn)了“電從遠方來”的河南能源資源優(yōu)化配置，有效提高了河南能源保障水平，有力助推了中原崛起。
2011年以來，持續(xù)的參數(shù)監(jiān)控和風(fēng)險治理，使發(fā)電企業(yè)勵磁系統(tǒng)參數(shù)協(xié)調(diào)率由23.3%提升至92.3%;2012年以來，對電廠一次調(diào)頻系統(tǒng)開展的綜合風(fēng)險治理和管控，使省內(nèi)105臺監(jiān)控機組的一次調(diào)頻優(yōu)良率從43%上升到91%，有效減小了特高壓長南線功率波動幅度，降低了華北—華中電網(wǎng)解列風(fēng)險，為大電網(wǎng)安全運行提供了重要保障。
特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)運行風(fēng)險綜合防控體系的建設(shè)與實踐，實現(xiàn)了戰(zhàn)略層核心思想的協(xié)同與融合，即國家電網(wǎng)公司“以電代煤、以電代油、電從遠方來”的能源戰(zhàn)略和建設(shè)“美麗河南”戰(zhàn)略的協(xié)同與融合，讓河南實現(xiàn)了真正意義上的“電從遠方來”。
特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)輸送的電力，緩解了河南用電負荷增長和資源總量不足之間的矛盾，大幅提升了河南電網(wǎng)電力交換、水火互濟、節(jié)能輸電的能力，成為河南電網(wǎng)用戶安全用電的重要保障，使河南能源優(yōu)化配置向科學(xué)化邁出了重要且關(guān)鍵的一步。
