積極培育新質(zhì)生產(chǎn)力助力電網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展

劉光偉 楊偉新

作為國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司科技創(chuàng)新的主力軍和排頭兵，國(guó)網(wǎng)冀北電科院心懷科教興國(guó)強(qiáng)國(guó)抱負(fù)，錨定爭(zhēng)創(chuàng)“兩個(gè)標(biāo)桿”總抓手，擔(dān)當(dāng)起科技創(chuàng)新的重任，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，圍繞生產(chǎn)科研實(shí)際問(wèn)題，積極培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，為打造新時(shí)期“四個(gè)一流”電科院賦能賦效，堅(jiān)決打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)。

以創(chuàng)新解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題

變壓器是電網(wǎng)的核心設(shè)備，其安全穩(wěn)定運(yùn)行是保障電力可靠供應(yīng)和能源安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，近年來(lái)發(fā)生多起因變壓器內(nèi)部絕緣故障引發(fā)的爆炸燃燒事故，嚴(yán)重會(huì)影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定。

“現(xiàn)有變壓器主保護(hù)，無(wú)論是差動(dòng)保護(hù)，還是瓦斯保護(hù)，都是在變壓器發(fā)生絕緣擊穿后才會(huì)觸發(fā)保護(hù)動(dòng)作，存在一定滯后性，難以徹底防范變壓器爆炸燃燒?！彪娍圃焊邏核抡鸾榻B說(shuō)。

能夠在變壓器主絕緣擊穿前及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，并迅速動(dòng)作隔離故障設(shè)備，避免引起可能導(dǎo)致的爆炸燃燒事故，是擺在郝震創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)面前的一道難題。

“主絕緣擊穿前往往伴隨著異常局放信號(hào)，我們可以監(jiān)測(cè)放電過(guò)程中的特征量，這樣就能在絕緣擊穿之前實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘，有效保護(hù)大型充油設(shè)備安全?！苯Y(jié)合數(shù)十年設(shè)備運(yùn)維管理與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出了大型充油設(shè)備主動(dòng)防御關(guān)鍵技術(shù)方案。

為了細(xì)化相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，電科院又聯(lián)合國(guó)網(wǎng)華北分部等多家單位組成攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建了變壓器“仿真計(jì)算—模型實(shí)驗(yàn)—真型實(shí)驗(yàn)”放電發(fā)展規(guī)律系列研究體系，在北京、蘇州等地連續(xù)開展了多臺(tái)500千伏真型變壓器現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，采集了真型變壓器放電故障從開始發(fā)展到最終擊穿的電、磁、聲數(shù)據(jù)。

“通過(guò)真型試驗(yàn)獲得的第一手?jǐn)?shù)據(jù)，能夠真實(shí)再現(xiàn)變壓器放電的發(fā)展規(guī)律，對(duì)主動(dòng)防御裝置保護(hù)策略制定、閾值選取都具有重要意義?！眻F(tuán)隊(duì)骨干穆卡介紹說(shuō)。

依托現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，充分發(fā)揮新質(zhì)生產(chǎn)力在技術(shù)革新方面的引領(lǐng)作用，攻關(guān)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出了基于套管CT的放電信號(hào)檢測(cè)方案，并輾轉(zhuǎn)多地對(duì)110千伏至1000千伏等多個(gè)電壓等級(jí)的變壓器、電抗器、換流變中的百余個(gè)套管CT進(jìn)行了測(cè)試，驗(yàn)證了無(wú)論是在模擬實(shí)驗(yàn)還是在真實(shí)放電中，套管CT都能有效捕捉變壓器內(nèi)部放電信號(hào)。這一重大發(fā)現(xiàn)為主動(dòng)防御技術(shù)帶來(lái)了關(guān)鍵性升級(jí)，推動(dòng)了主動(dòng)防御技術(shù)更新迭代。

后續(xù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還將不斷深化基于套管CT的放電信號(hào)檢測(cè)研究，積極探索高頻脈沖信號(hào)極性判別技術(shù)，提升主動(dòng)防御策略準(zhǔn)確性與可靠性，持續(xù)推動(dòng)第二代主動(dòng)防御裝置在現(xiàn)場(chǎng)的試運(yùn)行工作。

以創(chuàng)新保障新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定

科技創(chuàng)新能夠催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動(dòng)能，是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素。電科院新能源專業(yè)圍繞儲(chǔ)能系統(tǒng)的阻抗特性分析等方面開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，重點(diǎn)從源頭和底層解決問(wèn)題，搶占能源電力科技制高點(diǎn)。

“華能北方上都30萬(wàn)千瓦儲(chǔ)能電站項(xiàng)目是全國(guó)首個(gè)‘風(fēng)火儲(chǔ)沙戈荒新能源基地項(xiàng)目，儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入將對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響，必須準(zhǔn)確評(píng)估其阻抗特性，消除寬頻振蕩風(fēng)險(xiǎn)，保障風(fēng)電基地安全穩(wěn)定運(yùn)行”。電科院新能源所副所長(zhǎng)張揚(yáng)帆介紹說(shuō)。

3月26日，電科院完成華能北方上都儲(chǔ)能電站3種型號(hào)儲(chǔ)能系統(tǒng)的寬頻阻抗現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，這是項(xiàng)目攻關(guān)團(tuán)隊(duì)四個(gè)月以來(lái)夜以繼日創(chuàng)新攻關(guān)的成果?；貞浧?023年12月首次開展儲(chǔ)能系統(tǒng)全工況掃頻實(shí)測(cè)的場(chǎng)景，現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人王耀函歷歷在目。

“儲(chǔ)能系統(tǒng)寬頻阻抗現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試在國(guó)內(nèi)尚屬首次，測(cè)試方法無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依，測(cè)試操作無(wú)經(jīng)驗(yàn)可循，而且相比新能源發(fā)電機(jī)組，儲(chǔ)能系統(tǒng)可四象限運(yùn)行，工況更加復(fù)雜，對(duì)開展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試提出了更大挑戰(zhàn)，大家只能摸著石頭過(guò)河”。

面對(duì)前所未有的困難局面，新能源所第一時(shí)間抽調(diào)了多名專業(yè)骨干組建攻關(guān)小組，總結(jié)前期開展的儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室寬頻阻抗半實(shí)物測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的特點(diǎn)，兼顧設(shè)備能力、試驗(yàn)效率和試驗(yàn)效果等多方面因素，創(chuàng)新制定了詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試方案。

“通過(guò)充分的調(diào)研和研究，我們最終確定了涵蓋1-1250Hz頻率區(qū)間、包含小功率、中功率、大功率充放電等不同工況的詳細(xì)測(cè)試方案，測(cè)試工況達(dá)5000余種，并對(duì)測(cè)試工況和重要指標(biāo)進(jìn)行表格化設(shè)置，對(duì)操作的每一個(gè)步驟進(jìn)行了梳理，在確保安全的前提下將操作流程標(biāo)準(zhǔn)化，確保測(cè)試能夠順利完成?！爆F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試骨干馬彥偉說(shuō)道。

通過(guò)此次測(cè)試，電科院突破了儲(chǔ)能系統(tǒng)阻抗特性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)，大幅提升了電力電子裝置寬頻動(dòng)態(tài)特性評(píng)估能力，為研究風(fēng)光儲(chǔ)集群振蕩穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)，有效助力新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

這次儲(chǔ)能系統(tǒng)阻抗特性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作，只是電科院新能源專業(yè)持續(xù)創(chuàng)新攻關(guān)的一個(gè)縮影。經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)創(chuàng)新，電科院在構(gòu)網(wǎng)型新能源、大電網(wǎng)全電磁暫態(tài)仿真、新能源和儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)室建模及現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試、新能源數(shù)字賦能等方面取得了一系列創(chuàng)新突破，并在后續(xù)將接續(xù)攻關(guān)新能源并網(wǎng)核心技術(shù)，爭(zhēng)當(dāng)電網(wǎng)安全運(yùn)行的“護(hù)航者”。