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　　世界電壓等級高、容量大江蘇蘇州南部電網500kV UPFC示范工程投運，大可提高蘇州南部電網

　　供電能力約130萬kW。

　　2017年12月19日，世界上電壓等級高、容量大的江蘇蘇州南部電網500kV統一潮流控制器科技示范工程正式投運，在世界范圍內首次實現500kV電網電能流向的靈活、精準控制，大可提升蘇州電網電能消納能力約130萬kW。

　　“我國是世界上掌握500kV UPFC成套設備技術的國家。蘇南500kV UPFC工程的投運，是貫徹黨的十九大精神，建設創新型國家的又一重大成果，標志著國家電網公司占領了國際柔性交流輸電技術制高點。”國網江蘇省電力有限公司總工程師陳剛介紹。蘇州是我國用電負荷大的地市，2017年夏季高調度用電負荷達2580萬kW。其中，蘇州南部地區用電負荷接近蘇州的70，其主要電源是錦屏-蘇南特高壓直流送來的四川水電，及三條500kV交流輸電線路受進的三峽水電、安徽淮南煤電以及省內電源送電。據介紹，四川水電季節性強，冬季枯水期送電大幅減少，造成蘇州南部電網三條500kV電力通道無法保持均衡利用，容易發生“一半過載堵塞、一半空置浪費”的現象。為進一步保障對蘇州南部的穩定供電，國網江蘇省電力有限公司投資9.55億元建設蘇州南部電網500kV UPFC示范工程。該工程位于蘇州市吳中區，于2016年8月23日獲江蘇省發改委核準，同年11月3日開工。該工程的投運，相當于給蘇州南部電網加裝了一個“智能導航系統”，實現了電能的“無人駕駛”。冬季枯水期，四川來的水電銳減，電力的主線路500kV梅木線將處于過負荷狀態，地區將面臨停電風險;安裝UPFC后，它可以像電網的智能導航系統一樣，將電網電能由自由分布狀態轉變為受控狀態，智能匹配三條交流通道輸電功率，實現了電能的優分布，提升蘇南地區供電能力130萬kW。相比新建輸電線路等傳統解決“擁堵”的方式，節約投資達6億元。當蘇南地區出現大范圍電網故障時，UPFC可以提高3條交流線路輸送功率總和，大限度縮小事故造成的停電范圍。此外，UPFC還可有效維持蘇南地區電壓水平，提高電網安全穩定運行水平。據陳剛介紹，工程攻克了大量技術難點，研制了世界上電壓等級高、容量大的獨立式串聯變壓器，世界上電壓等級高的自冷式交流式晶閘管閥組。工程的投運，是我國打造廣泛互聯、智能互動、靈活柔性、安全可控新一代電力系統的有力實踐，將有效支撐蘇州建設國際能源變革發展典范城市，促進地區經濟快速發展，推動民族裝備制造業技術進步和產業升級，進一步提升我國在電工技術領域的綜合實力和國際競爭力，實現“中國創造”和“中國”。早在2015年，我國自主知識產權UPFC工程——江蘇南京220kV西環網UPFC工程就在江蘇建成投運并成功運行。它使南京西環網供電能力提升了30、約60萬kW，替代了一條投資10億元以上的220kV線路。“UPFC在負荷密度大、供電可靠性要求高、線路廊道資源緊張的地區具有廣泛的應用前景。國網江蘇電力在南京和蘇州的實踐得到了社會各界的充分肯定，下一步將在國內外多個類似地區進一步推廣。”國網江蘇電科院總工程師李群表示。背景介紹一、UPFC的全稱及含義UPFC的全稱是Unified Power Flow Controller，統一潮流控制器。統一潮流控制器是功能全面、技術復雜的柔性交流輸電裝置。所謂“統一”，是指UPFC能同時或選擇性地控制所有影響輸電線路潮流的參數，即能對電壓、阻抗和相位角進行控制，可以同時并快速地獨立控制輸電線路中有功功率和無功功率。這就使得UPFC具有提高電能質量、提升系統穩定和傳輸容量，以及優化無功功率配置等功能。二、UPFC的作用及特點隨著電網規模的擴大，區域內發電和負荷分布不均衡、輸變電設備潮流分布不均勻問題日益突出，設備重載和輕載問題并存，而受制于重載設備的承受能力、電網供電能力難以得到充分利用。UPFC的作用就是在現有的網架基礎上改善系統的潮流分布，保證電網的安全運行。打個比方，把輸電線路比作公路，潮流比作車流，如果某些路段極其擁堵，而另外一些路段相對通暢，常規設置的紅綠燈路口就會造成路口混亂，導致不能有效疏導。此時，在擁堵路口設置交警，根據堵車復雜情況有選擇性地疏導車輛依次通行可以更快速、更穩定地解決擁堵問題。同樣地，正如交警在路口的作用一樣，UPFC在電力系統中也具有控制范圍大、控制方式靈活和功能多樣化等優點，是柔性交流輸電系統中具發展潛力的控制器。三、UPFC的使用情況目前世界上投入運行的UPFC站共有五座，前三個都是國外的工程，其中兩個美國的，一個韓國的，第四座是2015年底投運的南京西環網220kV UPFC工程，第五座是今年投運的上海蘊藻浜220kV UPFC工程。南京的UPFC工程投運以來，有效解決了南京西環網地區潮流分布不均問題，通過對該地區潮流轉移，達到系統潮流的控制，提高南京西環網的輸電能力和安全穩定水平。四、江蘇電網概況華東地區是我國經濟社會發展速度快的地區，也是我國的主要電能消費區。同時，江蘇電網是全國大的省級受端電網，也是華東電網的重要組成部分之一，東聯上海、南鄰浙江、西接安徽，現有10條500kV省際聯絡線分別與上海、浙江、安徽相聯，3條500kV線路與山西陽城電廠相聯，通過1回±500kV龍政直流、1回±800kV錦蘇直流與華中電網相聯，1回±800kV雁淮直流與華北電網相聯，1回±800kV錫泰直流與東北電網相聯，2條1000kV特高壓交流線路與安徽電網相聯，2條特高壓交流線路與上海電網相聯。五、蘇州南部電網概況蘇州南部電網包括蘇州市區及吳江地區電網。2017年，該地區大負荷1771萬kW。預計“十三五”期間，蘇州南部地區負荷仍將平穩增長，2018、2019年該地區大負荷將達到1920萬kW、2110萬kW。蘇州南部電網的主要電源為錦蘇直流，并通過梅里-木瀆、斗山-常熟及東吳-昆南3個500kV輸電通道受電。六、建設蘇州南部電網500千伏UPFC示范工程的意義一是提高蘇州電網清潔能源消納能力。二是保障蘇州南部電網安全穩定運行。三是提升工程投資效率。傳統解決輸電通道“擁堵”的辦法是，新建輸電通道和變電站、增容改造現有線路。但由于線路途經無錫、蘇州市區，不僅實施難度高、投資大，而且電網運行面臨安全風險。與新增輸電通道的方案相比，UPFC工程可節省投資約6億元，同時不增加短路電流。四是推動技術創新和產業升級。國家電網公司柔性交流輸電技術已經走在世界前列。建設蘇州南部電網500kV UPFC工程，將智能調控技術運用于現有500kV電網，提升輸電能力、安全穩定運行水平，提高對特高壓交直流電網的承接能力和支撐作用。同時，工程將顯著提高電網的整體科技含量，推動我國電網從傳統電網向安全、高效、經濟、清潔、互動現代電網的升級和跨越，為柔性交流輸電技術在我國的大規模推廣起到很好的示范作用。國家電網公司是國內掌握UPFC關鍵技術的企業。UPFC作為柔性交流輸電技術的集大成者，代表著未來電力電子技術的發展方向。一直以來，世界各國廣泛關注，進行了重點研究。UPFC針對常規電網建設、改造和運行中難以解決的潮流控制、供電能力提升等難題，通過大功率電力電子技術的應用，使電網潮流由自然分布轉變為智能化靈活控制，在保持現有網架結構不變、不新建輸電通道的前提下，有效解決這些問題。UPFC適用于經濟發達地區城市電網供電能力的提升，以及現有電網的挖潛增效，是構建智能電網的重要技術手段，具有廣泛的應用價值。