眼下已近六月,氣溫走高、企業復工帶動浙江用電負荷持續攀升,是時候加把勁,讓電網以更充分的準備迎戰用電高峰。
5月17日,國網浙江省電力有限公司啟用220千伏天咸線、天祥線動態增容,在保障電網安全穩定運行的同時,提升電網運行效率。
數據顯示,兩條線路短時最大載流能力動態提升到1565安培,輸送能力提升20.1%,這是國網浙江電力開展線路動態增容改造后的首個應用場景,通過技術賦能提升電網運行效率。
動態增容是什么?動態我懂,增容我懂,連起來就不懂了。沒關系,我們慢慢講。
傳統模式下,為保障線路安全,在特定溫度、風速環境條件下,輸電線路通過的電流是有最高限額的。
以220千伏輸電線路為例,電網公司設定“25℃、微風”和“40℃、微風”兩個環境值,在這兩個環境中,分別限定一個線路最大載流能力值。溫度越高、風速越小,最大載流能力就越小。
于是,在室外氣溫不足25℃的時候,電網公司會按照25℃這個環境值,設定短時最大載流為1375安培,長期最大載流為1250安培。一旦超過這個限額,將通過潮流控制裝置,通常是電抗,來改變電網潮流。
而在室外氣溫超過25℃的時候,即便遠未到40℃,也會按照40℃這個環境值,設定短時最大載流為1294安培,長期最大載流為1044安培。
形象比喻下:
電流如同水流,線路如同河道,因為堤壩高度有限,必須給河道里的水限定一個安全線,如果水流過大,就必須引流到其他河里去,不然會決堤!
這是在電網技術受限的情況下,為保障安全而設定的,電網公司將這種限額作為規范定下來。考慮到極端天氣,電網公司設定的這個環境值實際上是非常嚴苛的,大多數情況下環境條件好于人為設定值。
如果全社會用電負荷過大,線路載流壓力增大,怎么解決?最簡單的方法就是,修建更多的輸電線路,進行線路分流。如同高速公路通行壓力山大,那就再修幾條高速公路分流。
但是,近年來,浙江全社會用電負荷持續攀升,新能源與外來電占比不斷增大,電力系統穩定支撐和調節能力下降,浙江省變電站址和線路廊道資源緊張,電量增速和電價“雙降”,這些都導致僅僅依靠增量支撐電網發展的模式已經難以為繼,要求電網發展模式須由技術導向路線向經濟導向路線轉變。
因此,國網浙江電力創新提出在不改變電網物理形態的前提下,通過應用“大云物移智鏈”等技術手段賦能電網,從根本上改變電網運行機理,提高電網輔助服務能力,從而提高電網安全水平和運行效益,推動能源從精細開發向精細使用轉變。
而提高電網輔助服務能力,其中一個非常重要的方法,就是動態增容。
實施電網動態增容就是通過在輸電線路上安裝智慧導線精靈、微氣象、視頻監控等前端感知設備,實時采集導線溫度、弧垂,環境風速、風向等數據,經過數據分析處理、接收、存儲,根據導線發熱和散熱熱平衡等計算線路斷面限額,動態準確評估線路載流能力,在線計算電網供電水平,“喚醒”閑置的輸電運行資源,使設備利用更充分,全面提升電網運行效率。
我們之前講到,傳統模式下線路會有載流限額,是剛性的,不能越界。
如果實時監測線路的運行情況,綜合評估下來是安全的,那么,即使超過這個限額,也完全OK呀!通過技術賦能,用動態變化替代剛性限額,改變傳統的“一刀切”的做法,讓電網的運行更具彈性,效率更高,這就是動態增容的核心。
回到文章開頭提到的220千伏天咸線、天祥線動態增容。500千伏春曉變是寧波市北侖地區的主要電源,配合甬港輸變電工程建設,春曉變2號主變與一春線同時停電。為避免春曉變3、4號主變同時失電造成春曉變全停,需通過天咸線和天祥線合環形成電磁環網運行。
但是春曉變區域負荷有95.6萬千瓦,而春曉變3號、4號主變與天咸線、天祥線穩定限額為88萬千瓦,存在7.6萬千瓦的供電缺口,必須要解決線路限載能力,填補供電缺口。
4月底,國網浙江電力對天咸線和天祥線進行動態增容,通過加裝線路運行狀態監測設備,實時了解線路運行狀態。
動態增容后,國網浙江電力在調度主站自動實現動態增容斷面穩定限額滾動更新,穩定限額達到109萬千瓦以上,成功解決了7.6萬千瓦的供電缺口,滿足了北侖區的供電需求,為大量外貿、化工企業的復工復產提供了堅強電力保障。
既然動態增容這么好,當然要加快推進了。更重要的是,目前,浙江各地相繼入夏,用電負荷持續攀升,國網浙江電力提出要進一步提升電網運行效率,積極應對即將到來的夏季電力負荷高峰,各地供電公司相繼開展線路增容改造工作。
4月26日,寧波220千伏天咸線完成智慧導線精靈安裝和調試,標志著浙江首條動態增容線路投運。
5月8日,嘉興220千伏煙湖線完成增容改造;計劃迎峰度夏前完成8條線路動態增容改造。
5月13日,杭州220千伏湖瓶線順利完成驗收,成為杭州地區首條實施動態增容改造的線路。據了解,僅杭州地區,迎峰度夏前將完成5條線路動態增容改造,預計可增加72萬千伏安容量,同時線路停電時間降低90%。
在全省范圍內,國網浙江電力計劃迎峰度夏前完成20條瓶頸線路動態增容改造,進一步提升電網運行效率。
我們方才說過,氣溫越高、風速越小,線路載流限額越低。隨著全省氣溫的逐漸走高,這將對電網動態增容提出更大考驗。國網浙江電力將總結此次應用經驗,進一步提升設備動態增容的準確度,在保證電網安全運行的前提下,通過提升運行效率,為全省人民提供安全可靠的電力供應。