文章來源：國家電網(wǎng)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2019-04-09
葉儉，國家電網(wǎng)有限公司國家電力調(diào)度控制中心系統(tǒng)運(yùn)行處一名普通員工。她的工作說起來只有六個(gè)字：分析、計(jì)算、判斷。她的工作對(duì)象是全球規(guī)模最大、運(yùn)行最復(fù)雜的電網(wǎng)，工作內(nèi)容則是這張網(wǎng)的安全運(yùn)行和特性研究。
從2008年參與第一條特高壓線路系統(tǒng)計(jì)算開始，葉儉用十年時(shí)間逐步掌握了國家電網(wǎng)的運(yùn)行特性，用自己過硬的計(jì)算分析功底，為保障高速發(fā)展中的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行作出貢獻(xiàn)。
安全：每次說“可以”或“行”的時(shí)候壓力最大
國家電力調(diào)度控制中心是國家電網(wǎng)最高一級(jí)調(diào)度機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)國家電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行工作的組織、指揮、協(xié)調(diào)和指導(dǎo)。系統(tǒng)運(yùn)行處承擔(dān)著國家電網(wǎng)特性研究與計(jì)算分析、制定跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)運(yùn)行方式與控制策略的職責(zé)，發(fā)揮著保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要作用。如果把電力看作車流，把電網(wǎng)當(dāng)成公路網(wǎng)的話，系統(tǒng)運(yùn)行處的工作就是制定“交通規(guī)則”。
這些“交通規(guī)則”就是葉儉每年都要參加編寫的《特高壓互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定及無功電壓調(diào)度運(yùn)行規(guī)定》，是全球最大最復(fù)雜電網(wǎng)的“使用說明書”。
“這本運(yùn)行手冊(cè)主要是告訴調(diào)度人員，每一條線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的邊界在哪里。”葉儉告訴記者，工作中時(shí)常會(huì)遇到同事詢問線路能夠承受的極限輸送功率，“每次回答‘可以’或者‘行’的時(shí)候，我的壓力最大。雖然之前已經(jīng)通過仿真系統(tǒng)反復(fù)計(jì)算分析，但結(jié)果是否可靠還要經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)。”
每增加一條線路，電網(wǎng)運(yùn)行方式都會(huì)發(fā)生改變。特高壓線路輸送容量大，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式的影響尤為明顯。從2008年第一條特高壓線路系統(tǒng)調(diào)試就開始參與工作的葉儉對(duì)此感觸最深：“我們會(huì)做大量仿真計(jì)算，來確保系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，電力能夠持續(xù)可靠供應(yīng)。”
2008-2018年，國家電網(wǎng)并網(wǎng)總裝機(jī)規(guī)模從6億千瓦變成了14億千瓦，7回跨區(qū)直流（無特高壓直流）變成了23回跨區(qū)直流（11回特高壓直流），單個(gè)直流額定輸送功率由300萬千瓦提升至1200萬千瓦。
與電網(wǎng)規(guī)模大幅增長對(duì)應(yīng)的是電網(wǎng)運(yùn)行仿真計(jì)算量的翻倍增長。2009年，電網(wǎng)運(yùn)行方式仿真計(jì)算量單機(jī)所需時(shí)間5000小時(shí)，每次集中12家省級(jí)以上調(diào)度機(jī)構(gòu)分析人員35人。這組數(shù)字到2019年已經(jīng)變成單機(jī)仿真計(jì)算時(shí)間15萬個(gè)小時(shí)，每次集中35家省級(jí)以上調(diào)度機(jī)構(gòu)的分析人員上百名。
除了規(guī)模不斷擴(kuò)大，電網(wǎng)運(yùn)行方式的復(fù)雜程度也給葉儉的工作帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。
“現(xiàn)在國家電網(wǎng)的規(guī)模和復(fù)雜程度，在世界范圍內(nèi)都是絕無僅有的。”國調(diào)中心系統(tǒng)運(yùn)行處處長于釗如此形容葉儉的工作難度。
葉儉和她所在的團(tuán)隊(duì)不斷創(chuàng)新解決問題的方式方法：首次提出特高壓交流聯(lián)絡(luò)線功率波動(dòng)對(duì)無功電壓控制影響的工程實(shí)用算法，首次發(fā)現(xiàn)特高壓直流引起的暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)過電壓問題，首次發(fā)現(xiàn)多直流換向失敗對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響并提出解決方案……一個(gè)個(gè)“首次”累積出公司在特高壓運(yùn)行與控制方面的世界領(lǐng)先地位。
“國家電網(wǎng)運(yùn)行現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入‘無人區(qū)’。”于釗告訴記者，沒有借鑒沒有參考，這些解決方案都是葉儉和團(tuán)隊(duì)在實(shí)踐中反復(fù)摸索總結(jié)而來的。
消除任何影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的因素是葉儉的日常工作之一。
2010年7月14日，三峽電廠（裝機(jī)容量2240萬千瓦）總出力達(dá)到1780萬千瓦的時(shí)候，三峽機(jī)組及近區(qū)交流電網(wǎng)發(fā)生了不同程度的功率波動(dòng)。當(dāng)時(shí)水庫蓄水的水位已經(jīng)達(dá)到滿發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，電廠的滿出力發(fā)電意愿十分迫切。
“隨著三峽總出力增大，功率波動(dòng)幅度不斷增大，我們非常擔(dān)心三峽滿發(fā)之后會(huì)出現(xiàn)低頻振蕩，對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生破壞性影響，必須及時(shí)排查出引發(fā)功率波動(dòng)的關(guān)鍵因素。”連續(xù)三周，經(jīng)常奮戰(zhàn)到凌晨四五點(diǎn)，葉儉終于找到了引發(fā)功率波動(dòng)的原因，并通過技術(shù)措施成功抑制了功率波動(dòng)，保證了當(dāng)年三峽電廠滿功率運(yùn)行。
“做完這些，我才能夠說三峽電廠可以滿功率運(yùn)行了。”葉儉說“可以”的時(shí)候，底氣很足。從那時(shí)候到現(xiàn)在，每年豐水期，三峽都能平穩(wěn)滿功率運(yùn)行。
計(jì)算、分析、判斷，在單調(diào)枯燥的循環(huán)里，葉儉也從最初參與計(jì)算的普通工作人員逐步成長為特高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析工作的主要力量。
這些年來，葉儉作為主要計(jì)算負(fù)責(zé)人，組織了公司、分部、省公司三級(jí)調(diào)度上百名專業(yè)技術(shù)人員，累計(jì)完成仿真算例超兩百萬次，統(tǒng)籌制訂數(shù)十項(xiàng)運(yùn)行管理規(guī)程規(guī)定共計(jì)10萬余字，準(zhǔn)確把握電網(wǎng)實(shí)際特性，保障特高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
綠色：大量計(jì)算分析讓電網(wǎng)接納更多新能源
目前我國并網(wǎng)新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模超過3億千瓦，而且每年都在高速增長。大量新能源并網(wǎng)給葉儉的日常工作提出了新的課題。
“新能源并網(wǎng)消納，不是這頭發(fā)電并網(wǎng)，那頭客戶使用，就能夠順利消納這么簡單。新能源有自己的發(fā)電特性，想要讓它們順利融入大電網(wǎng)，要做大量的電網(wǎng)運(yùn)行分析和控制策略調(diào)整，可以說是牽一發(fā)而動(dòng)全身。”葉儉說。
2015年，新疆哈密山北地區(qū)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的次同步諧波引起300千米外3臺(tái)66萬千瓦火電機(jī)組脫網(wǎng)事件，葉儉記憶猶新。
“我們對(duì)新事物的認(rèn)識(shí)是有個(gè)過程的。”葉儉分析道，一開始新能源并網(wǎng)基本參考的都是國外的一些標(biāo)準(zhǔn)，但是這些標(biāo)準(zhǔn)卻不一定適用于我國電力系統(tǒng)，比如國外很少有像我國這樣上百萬千瓦級(jí)的新能源基地，“這就造成了前幾年新能源并網(wǎng)尤其是風(fēng)電并網(wǎng)，一出現(xiàn)擾動(dòng)就脫網(wǎng)的情況。”
問題處理起來并不輕松。新疆風(fēng)機(jī)引起機(jī)組脫網(wǎng)事件之后，葉儉和同事們馬上著手分析研究，并布防了安控系統(tǒng)來保障電網(wǎng)安全運(yùn)行。
“根本還是由于風(fēng)機(jī)并網(wǎng)產(chǎn)生了新的穩(wěn)定問題。”葉儉表示，安控系統(tǒng)只能解決燃眉之急，并不能治本。
在展開新疆哈密風(fēng)電場(chǎng)數(shù)據(jù)搜集和機(jī)理研究工作的同時(shí)，葉儉還和同事對(duì)風(fēng)電裝機(jī)密集的甘肅酒泉地區(qū)約700萬千瓦風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了長達(dá)兩年的監(jiān)測(cè)，得到了大量一手?jǐn)?shù)據(jù)。
“我們通過改造風(fēng)電的控制參數(shù)，解決了類似于新疆哈密地區(qū)風(fēng)電上網(wǎng)次同步諧波帶來的脫網(wǎng)問題，同時(shí)還對(duì)甘肅酒泉地區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行了高穿改造，有效提高了風(fēng)電場(chǎng)的耐頻耐壓能力，并根據(jù)實(shí)際情況提出了適應(yīng)于我國大規(guī)模新能源基地風(fēng)電場(chǎng)、光伏發(fā)電廠并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。”葉儉表示。
經(jīng)過改造，甘肅酒泉地區(qū)風(fēng)電的棄電率下降了4個(gè)百分點(diǎn)左右。
2018年年初，葉儉還針對(duì)冀北、蒙東、新疆等地區(qū)局部斷面存在新能源送出卡口的問題，組織相關(guān)單位梳理新能源送出卡口情況。在采取細(xì)化運(yùn)行方式安排、優(yōu)化新能源模型等措施后，他們將上述地區(qū)9個(gè)新能源外送斷面輸電能力總計(jì)提升226萬千瓦。
通過多項(xiàng)新能源消納措施，新能源的棄電率已經(jīng)從幾年前的16%降至2018年的5.8%。
“2019年，公司的目標(biāo)是將新能源的棄電率控制在5%之內(nèi)，在每年新增幾千萬千瓦新能源裝機(jī)的基礎(chǔ)上，這是一個(gè)全新的挑戰(zhàn)。”葉儉又開始了自己的計(jì)算分析。
【責(zé)任編輯：李巨堯】