中國儲能網訊：5月13日，世界首個柔性直流電網工程——±500千伏張北可再生能源柔性直流電網試驗示范工程，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)、領先世界的柔性直流輸電技術，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電、光伏等清潔能源轉化成穩(wěn)定可靠的電能，源源不斷送往京津冀。
工程投運以來，國家電網公司針對柔直電網技術的特殊性，探索應用先進的“構網型開環(huán)控制策略”，有效平抑新能源大規(guī)模并入柔直電網給系統帶來的波動，減少系統運行故障發(fā)生率，大幅提高柔直電網調節(jié)能力和靈活性，提升新能源輸送能力30%以上，工程實現450萬千瓦滿功率運行。
在傳統電網中，同步發(fā)電機占主導地位。同步機發(fā)電時轉子旋轉具有慣性，當電網發(fā)生負荷投切、線路短路故障等擾動時，轉子可通過速度變化吸收或釋放能量來維持電網穩(wěn)定。而清潔能源發(fā)電采用大量電力電子設備，需要通過算法控制而非物理特性保持穩(wěn)定，不具備旋轉設備運行時的慣性，導致電力系統在發(fā)生擾動時穩(wěn)定性下降。
構網型技術可以使電力電子裝置模擬傳統發(fā)電機特性，提供穩(wěn)定的頻率和電壓支持，使電網運行狀態(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。構網型控制策略的創(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。
數字化管理
打破數據壁壘 成為平穩(wěn)運行關鍵
除了最前沿的技術支撐，精益化的運維同樣是保障張北柔直工程平穩(wěn)運行的關鍵。中都換流站是張北柔直工程的重要送端，直接與風電、光伏新能源場站連接。換流站站內設備多，種類多，多個系統獨立存在，每天會產生大量的實時和非實時數據，這些數據呈現規(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，提升潛在故障風險預判能力，國網冀北超高壓北公司建立了統一的數據管理平臺和數據模型即數字化換流站，并于2023年底正式應用，為換流站的設備健康穩(wěn)定運行提供了堅強的技術支持。
數字化換流站具有集成性，它打破了不同子系統之間的數據壁壘，滿足不同業(yè)務數據的存儲要求，可以同時對幾十套系統進行集中管控，可以預先判斷出數據變化的不良趨勢，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，我們不斷創(chuàng)新運維手段，積極開展數字換流站建設，依托數字孿生系統，搭建了關鍵設備仿真平臺，實現了全站設備在線監(jiān)控和隱患快速處置，進一步提升了工程數智化運檢水平。未來，我們將用好數字孿生、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?！眹W冀北超高壓公司張北柔直工程中都換流站站長王大中說。
