我國特高壓電抗器技術(shù)邁進(jìn)世界領(lǐng)先水平

    我國特高壓電抗器技術(shù)邁進(jìn)世界領(lǐng)先水平

    日前，本報記者從電抗器廠家獲悉，該公司科技人員正在積極有序地開展世界首套1100千伏可控并聯(lián)電抗器的校對、調(diào)試等后期工作，為該設(shè)備未來實現(xiàn)工程應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

    此前不久，由電抗器廠家研制的世界首套1100千伏可控并聯(lián)電抗器通過了中國電機工程學(xué)會組織的新產(chǎn)品技術(shù)鑒定，這標(biāo)志著我國已完全掌握了特高壓可控并聯(lián)電抗器研制核心技術(shù)，成為國際上唯一推出特高壓可控并聯(lián)電抗器產(chǎn)品的國家。

    1100千伏可控并聯(lián)電抗器是一種新型的靈活交流輸電系統(tǒng)（FACTS）技術(shù)，可根據(jù)系統(tǒng)運行方式變化靈活調(diào)節(jié)自身輸出容量，解決特高壓輸電系統(tǒng)中無功補償和限制過電壓對固定高抗不同需求之間的矛盾，對保證特高壓交流電網(wǎng)安全、高效、經(jīng)濟(jì)運行和推動構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)起到了重要的技術(shù)支撐作用。

   技術(shù)世界領(lǐng)先
   記者了解到，在特高壓交流電網(wǎng)形成初期，依靠在變壓器低壓側(cè)加裝無功補償設(shè)備，可基本解決無功問題。隨著特高壓電網(wǎng)的加速建設(shè)，特高壓電網(wǎng)在提高電網(wǎng)輸電能力和可靠性的同時，無功補償和電壓控制問題日益突出。

    一方面，輸電線路容性充電功率顯著增加，需要吸收大量無功功率，且需跟蹤系統(tǒng)運行狀態(tài)隨時調(diào)整無功補償容量；另一方面，區(qū)域電網(wǎng)間功率交換增加，個別地區(qū)水火互濟(jì)、互為備用，使得區(qū)域聯(lián)絡(luò)線功率波動頻繁且波動幅度較大，需要采用有效的無功補償及電壓調(diào)節(jié)技術(shù)。

    1100千伏可控并聯(lián)電抗器在國際上是首次研制，無任何成熟經(jīng)驗可供借鑒，涉及系統(tǒng)特性及設(shè)備研制方面一系列技術(shù)難題。電抗器廠家依托1000千伏可控電抗器關(guān)鍵技術(shù)研究、1000千伏可控電抗器研制及工程示范等國網(wǎng)公司重大科技項目，借鑒500千伏忻州分級式可控高抗、750千伏敦煌變分級式可控高抗的工程成功經(jīng)驗，著手開展特高壓可控高抗的系統(tǒng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)、裝置關(guān)鍵技術(shù)研究工作。

    據(jù)電抗器廠家項目負(fù)責(zé)人介紹，通過科研攻關(guān)，提出了新型高壓繞組和柱間連線結(jié)構(gòu)，研究了適用于特高壓電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)和機電暫態(tài)控制策略，設(shè)計了多重化保護(hù)配置方案，突破了磁路控制難和發(fā)熱、損耗過大等技術(shù)瓶頸，有效解決了特高壓交流電網(wǎng)的無功補償難題。

    在產(chǎn)品的性能上，裝置的整體控制采用晶閘管投切外加電抗器的方式，利用改變接入可控并聯(lián)電抗器低壓側(cè)的阻抗來調(diào)節(jié)容量輸出；依據(jù)系統(tǒng)無功電壓控制需求的不同，分級式可控并聯(lián)電抗器可以通過分級調(diào)節(jié)自身容量，滿足系統(tǒng)無功補償和無功電壓控制的需求，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障導(dǎo)致輸電線路跳閘的暫態(tài)過程中，分級式可控并聯(lián)電抗器可以快速調(diào)至最大容量輸出，達(dá)到限制工頻過電壓、抑制潛供電流的目的，響應(yīng)速度很快。

    經(jīng)過鑒定，特高壓分級式可控并聯(lián)電抗器成套裝置與國內(nèi)外同類技術(shù)對比，具有兩大優(yōu)勢：第一，在額定容量、額定電壓等主要參數(shù)上均為世界之最，在可控并聯(lián)電抗器本體、晶閘管閥控系統(tǒng)、控制保護(hù)系統(tǒng)等方面均處于世界領(lǐng)先水平；第二，采用分級式結(jié)構(gòu)，通過并聯(lián)電抗器的旁路斷路器結(jié)構(gòu)，確保晶閘管閥具備導(dǎo)通條件，旁路斷路器承擔(dān)長期工作電流，晶閘管閥僅短時工作，無需水冷設(shè)備，并且電抗器諧波電流很小，無需安裝濾波器，減少投資及運行成本。

   推動產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

    目前，1100千伏可控并聯(lián)電抗器主要設(shè)備已通過了試驗驗證，各項技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。特高壓分級式可控并聯(lián)電抗器關(guān)鍵技術(shù)研究及設(shè)備研制項目，為可控并聯(lián)電抗器在特高壓輸電系統(tǒng)中的示范應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)，推動了可控并聯(lián)電抗器技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的進(jìn)程。與此同時，1100千伏可控并聯(lián)電抗器的研制成功，帶動和引導(dǎo)了變壓器制造、大容量晶閘管閥制造、電抗器制造等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，對于提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平，帶動國內(nèi)相關(guān)科研、設(shè)計、制造、建設(shè)等企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新具有重要意義。

    另據(jù)了解，特高壓電網(wǎng)對可控并聯(lián)電抗器的需求主要包括長距離重載線路、水電外送輸電通道、受端電網(wǎng)電力受入線、風(fēng)電集中外送通道等。目前，“四交四直”特高壓工程已被納入國家大氣污染防治行動計劃，淮南-南京-上海、錫盟-山東、蒙西-天津南、榆橫-濰坊“四交”工程已全面開工。根據(jù)國網(wǎng)公司在2020年建成“五縱五橫”特高壓目標(biāo)網(wǎng)架，可控并聯(lián)電抗器的需求點達(dá)十多個，市場需求可觀。

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