国网宁夏电力攻关关键技术 助力直流外送通道安全运行

“7613断路器运行正常。”2月22日，宁夏±800千伏灵州换流站运维人员开展设备巡查和运行数据分析作业。灵州—绍兴±800千伏特高压直流工程(以下简称灵绍直流)累计向华东电网输送电能已超2000亿千瓦时。工程投运后，国网宁夏超高压公司自主研发断路器智能诊断数据分析系统，消除新设备源头隐患，保障换流站安全稳定运行。

宁夏电网是“西电东送”的重要送端，灵绍直流和宁东—山东±660千伏直流输电工程(以下简称银东直流)两大直流通道外送能力达1200万千瓦，“强电网、大送端”特征明显。灵绍直流、银东直流的很多设备均为国内首台首套，国网宁夏电力有限公司坚持创新驱动，以直流关键技术攻关助力两大直流外送通道安全稳定运行。

坚持需求导向 解决技术难题

银东直流是世界首个±660千伏电压等级直流输电工程，设备均为国内首台首套。自2011年接手银东直流运维工作起，国网宁夏超高压公司(当时为宁夏电力检修公司)成立±660创新工作室，在运维中发现问题，在反复试验中寻求解决问题的办法。

“电网的创新，就是要以现场需求为导向，解决好生产中遇到的实际问题。”国网宁夏超高压公司总经理、±660创新工作室带头人刘志远说。

换流站常规非电量保护采用二取一设计，存在单一接点误动导致保护动作的隐患。针对这一问题，±660创新工作室在银东直流投运初期提出非电量保护三取二逻辑。“二取一的话，只要有一个节点发生闭合，保护装置就会动作，造成设备跳闸。三取二的话，只有两个节点同时闭合才能造成保护装置动作，提高了故障判别的准确性，避免节点误动导致设备跳闸，提升直流可用率。”银川东换流站检修班技术员陆洪建介绍。目前，该项技术已在国内其他换流站得到推广。

国网宁夏电力围绕直流运维中的难点问题建立储备库，通过技术创新探索隐患治理的新路径。

“以前，更换故障断路器需要进行高空吊装，受滤波器场‘田字型’布置方式所限，吊车与母线安全距离不够，得陪停大组母线。”灵州换流站运维值班长雷战斐说。为此，国网宁夏电力结合科技项目成果及现场安装条件，经过现场反复试验，于2019年9月自主创新断路器“平移作业法”。该方法通过控制液压千斤顶和预制式道轨将断路器从原来的母线下方推出，避免了吊车在母线上方进行高空作业，实现在滤波器场更换断路器不停母线、不降负荷、不增工期，提高现场检修效率。该技术已在宁夏、新疆等地的换流站应用。

加强科研攻关 填补技术空白

在巴基斯坦默蒂亚里，由国家电网有限公司承建的±660千伏默拉直流输电工程正向巴基斯坦中部负荷中心送电。工程的控制保护系统中应用的“交直流断面连锁防控”“单换流器快速隔离与自动重启”两项核心技术均来自±660创新工作室。

换流站开展单个断路器检修时，一旦一串设备内另一个断路器出现偷跳等故障，可能出现故障无法迅速切除、影响其他直流设备的情况。国网宁夏超高压公司研制换流变压器交直流断面连锁防控装置，实现“N-1”工况下开展单个断路器检修时故障类型无死区识别及运行方式自适应，保护动作时间缩短至原来的十分之一，运行方式识别能力由33%提升至100%。

国网宁夏电力加强科研攻关，实现了单换流器故障快速识别、隔离，首创健全换流器自动重启技术，重启时间从人工方式的小时级降至毫秒级，稳控系统切荷量降低50%。该项成果自2016年在宁夏电网应用以来，银东直流、灵绍直流保护装置动作正确率保持100%。

如今，这两项技术已成为多数在建在运特高压直流工程的标准配置。宁夏直流控制保护技术已随直流输电工程成套出口国际市场。

国网宁夏电力多项直流创新成果填补了国内的技术空白，解决了室内电力设备智能化巡检覆盖率低、换流变励磁涌流干扰大、晶闸管测试效率低等诸多难题。2021年11月25日，宁夏回族自治区科学技术奖励大会召开，“直流输电控制保护技术在宁夏电网的优化及应用”获宁夏科学技术进步一等奖。

强化战略引领 推动能源转型

2月23日，在宁夏电科院仿真实验室，电网技术中心副主任李旭涛与同事对宁夏电网高比例新能源多直流送端电网稳定特性及控制进行仿真分析，为宁夏第三条直流外送通道——“宁电入湘”工程的落地提前开展技术攻坚。

“宁电入湘”工程是以输送风电、光伏发电等新能源发电为主的特高压输电通道。目前，工程送受端省份已就送受电协议、核准开工、新能源装备制造产业园建设等达成一致。

针对“宁电入湘”工程规划建设及投运后宁夏电网面临的安全稳定运行、市场机制构建等关键技术问题，国网宁夏电力在2021年年初启动“宁夏‘风光储输一体化’及‘源网荷储一体化’示范工程关键技术研究及应用”重大专项，在电网规划、调控运行、储能应用、电力市场等4个技术领域，联合国内一流高校科研院所开展攻关。

目前，国网宁夏电力已取得宁夏高比例新能源系统网架形态与规划关键技术、宁夏交直流混联电网多场站新能源接纳规模量化评估及控制提升技术、跨区电网源荷不确定性安全风险在线评估与智能防御技术、高比例新能源区域电网消纳受阻因素智能辨识及辅助决策技术等10项阶段性成果。

“我们多次邀请高校及科研院所对研究成果进行辅导，通过对风光储输、源网荷储‘两个一体化’的科研攻关，为‘宁电入湘’工程规划、设计及运行提供重要技术支撑。”国网宁夏电力科技互联网部负责人说。（史慧敏、邓悦怡、史磊）