苏南电网装上“智能导航系统”

　　12月19日，世界电压等级最高、容量最大的苏州南部电网500千伏统一潮流控制器（UPFC）科技示范工程在江苏苏州正式投运。该工程总投资9.55亿元，其全套设备由南京南瑞继保电气有限公司(以下简称“南瑞继保”)提供，相当于给苏州南部电网加装了一个“智能导航系统”，实现了电能的“无人驾驶”，在世界范围内首次实现500千伏电网电能流向的灵活、精准控制，可提升苏南地区供电能力约130万千瓦，提高电网安全稳定运行水平。

　　统一潮流控制器是新一代柔性交流输电装置，可以控制线路的潮流分布,有效提高电力系统的稳定性。

　　实现3条500千伏线路电能最优分布

　　苏州作为我国用电负荷最大的地级市，南部地区用电负荷又占到苏州的70%，其主要电源是锦屏-苏南特高压直流送来的四川水电，及梅里-木渎、斗山-常熟（南）、东吴-昆南三条500千伏交流输电线路受进的三峡水电、安徽淮南煤电以及省内电源送电。由于四川水电季节性强，冬季枯水期送电大幅减少，造成苏州南部电网三条500千伏电力通道无法保持均衡利用，容易发生“一半过载堵塞、一半空置浪费”的现象。

　　“就像起点和终点一样的两个不同车道一样，当大部分车辆都拥挤到一个车道导致堵车严重，而另一条车道行驶车辆较少，就导致公路资源没有得到均衡有效利用，这就需要在公路交叉口配置一个车辆管理员，以最优化均衡利用车道资源。”南瑞继保UPFC工程全套设备研发负责人董云龙解释说，“目前苏州南部电网主要存在电力受进‘卡脖子’问题，UPFC工程相当于给此前不均衡利用并且无法控制电能流向的苏州南部电网加装了一个‘智能导航系统’或一个‘红绿灯’，实现了电能的‘无人驾驶’。”

　　据董云龙介绍，冬季枯水期，四川来的水电锐减，电力的主线路500千伏梅里-木渎线将处于过负荷状态。安装UPFC后，它可以像电网的智能导航系统一样，将电网电能由自由分布状态转变为精确受控状态，智能匹配三条交流通道输电功率，实现电能的最优分布。

　　作为投资方，国网江苏省电力有限公司投资9.55亿元。国网江苏电科院总工程师李群表示，这套UPFC装置类似于新建一回输电通道，原有的电能拥堵问题得到解决，可保障相关输电线路不过载。“在不同运行方式下，大大提升苏州南部电网供电能力，最大达130万千瓦。相比新建输电线路等传统解决‘拥堵’的方式，该工程的实施可节约建设输电通道投资约6亿元，并具有重要的科技示范意义。”

　　UPFC全套技术设备国产化升级

　　苏南500千伏UPFC工程是国家电网公司重大科技示范工程。工程设计容量为750兆伏安，是目前世界电压等级最高、容量最大、控制最复杂的UPFC工程。

　　“南瑞继保为本工程提供了包含控制保护系统、换流阀、水冷却系统、晶闸管旁路开关和直流测量等核心设备在内的全套设备。”南瑞继保研究院副院长沈全荣说，“使我国成为世界上首个掌握500千伏统一潮流控制器成套设备技术的国家，占领了国际柔性交流输电技术制高点。”

　　据悉，UPFC工程的成套设备包括电压源换流器，控制保护设备，晶闸管旁路开关，电子式测量装置，串、并联变压器，避雷器，旁路开关，暖通系统，火灾报警系统，站用交直流系统，在线监测系统，在线测温系统，智能辅助系统，光通信技术系统等。

　　据董云龙介绍，该工程攻克了大量技术难点，其电压源换流器采用了水冷却的多电平户内自立式高频绝缘栅双极晶闸管阀，功率模块的旁路开关采用无弹跳式高速旁路保护技术、并配置了功率模块温度在线监测及自适应预判策略、以及导流式的换流阀渗水及漏水防护设计；工程的晶闸管旁路开关为世界上最大的自冷式晶闸管阀，可实现1毫秒内超高速保护触发、耐受50千安培的故障电流200毫秒；本工程的串联变压器为世界上首台500千伏的串联变压器，采用全绝缘设计，经过了100千安培突发短路试验认证；此外，工程还创新性地提出了UPFC与静止同步补偿器、调相机等大容量无功补偿装置的无功协调控制策略。

　　“UPFC工程系统调试时间为一个月，完成了业主最为关注的190多项试验项目，通过了全面而严苛的测试，系统稳态及动态性能指标完全满足技术规范要求。”董云龙说。

　　早在2015年，南瑞继保承担的我国首个自主知识产权UPFC工程——江苏南京220千伏西环网UPFC工程就在江苏建成投运，至今稳定可靠运行。本次苏南500千伏UPFC工程的再次成功投运标志着南瑞继保UPFC的成套设计能力，以及整体供货与交付能力再次得到提升，成为全球首个可以提供500千伏电网UPFC成套设备的供应商，继续保持在柔性交流输电技术领域的领先地位。