中國儲能網(wǎng)訊：5月13日，世界首個柔性直流電網(wǎng)工程——±500千伏張北可再生能源柔性直流電網(wǎng)試驗示范工程，累計向京津冀地區(qū)輸送“綠電”突破300億千瓦時，達301.64億千瓦時，約等于820余萬戶家庭一年的用電量。
張北柔直工程采用我國原創(chuàng)、領(lǐng)先世界的柔性直流輸電技術(shù)，將張北新能源基地、承德豐寧儲能基地等新能源基地與北京負荷中心相連，讓張家口壩上隨機波動的風(fēng)電、光伏等清潔能源轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定可靠的電能，源源不斷送往京津冀。
工程投運以來，國家電網(wǎng)公司針對柔直電網(wǎng)技術(shù)的特殊性，探索應(yīng)用先進的“構(gòu)網(wǎng)型開環(huán)控制策略”，有效平抑新能源大規(guī)模并入柔直電網(wǎng)給系統(tǒng)帶來的波動，減少系統(tǒng)運行故障發(fā)生率，大幅提高柔直電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和靈活性，提升新能源輸送能力30%以上，工程實現(xiàn)450萬千瓦滿功率運行。
在傳統(tǒng)電網(wǎng)中，同步發(fā)電機占主導(dǎo)地位。同步機發(fā)電時轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)具有慣性，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生負荷投切、線路短路故障等擾動時，轉(zhuǎn)子可通過速度變化吸收或釋放能量來維持電網(wǎng)穩(wěn)定。而清潔能源發(fā)電采用大量電力電子設(shè)備，需要通過算法控制而非物理特性保持穩(wěn)定，不具備旋轉(zhuǎn)設(shè)備運行時的慣性，導(dǎo)致電力系統(tǒng)在發(fā)生擾動時穩(wěn)定性下降。
構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)可以使電力電子裝置模擬傳統(tǒng)發(fā)電機特性，提供穩(wěn)定的頻率和電壓支持，使電網(wǎng)運行狀態(tài)不再隨新能源的波動而波動。
工程投運以來，進行了上千次的仿真試驗，模擬了不同運行工況，驗證了這一策略的可行性。構(gòu)網(wǎng)型控制策略的創(chuàng)新研究和試驗成功，為新能源高比例接入直流輸電系統(tǒng)提供了有力支撐，對新能源基地高效外送具有重要示范意義。
數(shù)字化管理
打破數(shù)據(jù)壁壘 成為平穩(wěn)運行關(guān)鍵
除了最前沿的技術(shù)支撐，精益化的運維同樣是保障張北柔直工程平穩(wěn)運行的關(guān)鍵。中都換流站是張北柔直工程的重要送端，直接與風(fēng)電、光伏新能源場站連接。換流站站內(nèi)設(shè)備多，種類多，多個系統(tǒng)獨立存在，每天會產(chǎn)生大量的實時和非實時數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)規(guī)模大、類型多、價值密度低和變化快等特點。
為解決換電站運維檢修工作量大、運檢難度大等問題，提升潛在故障風(fēng)險預(yù)判能力，國網(wǎng)冀北超高壓北公司建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理平臺和數(shù)據(jù)模型即數(shù)字化換流站，并于2023年底正式應(yīng)用，為換流站的設(shè)備健康穩(wěn)定運行提供了堅強的技術(shù)支持。
數(shù)字化換流站具有集成性，它打破了不同子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)壁壘，滿足不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的存儲要求，可以同時對幾十套系統(tǒng)進行集中管控，可以預(yù)先判斷出數(shù)據(jù)變化的不良趨勢，為運維人員提供必要的提醒和反饋。
“為確保張北綠電持續(xù)、穩(wěn)定供應(yīng)，我們不斷創(chuàng)新運維手段，積極開展數(shù)字換流站建設(shè)，依托數(shù)字孿生系統(tǒng)，搭建了關(guān)鍵設(shè)備仿真平臺，實現(xiàn)了全站設(shè)備在線監(jiān)控和隱患快速處置，進一步提升了工程數(shù)智化運檢水平。未來，我們將用好數(shù)字孿生、閥廳無人機等先進科技手段，確保工程安全可靠運行，將更多的綠色能源送進千家萬戶。”國網(wǎng)冀北超高壓公司張北柔直工程中都換流站站長王大中說。
