南京南瑞继保电气有限公司

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《中国电力报》:勇攀高峰,深入探索电力“无人区”

2022-02-28

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       发展海上风电是构建清洁低碳的现代能源体系、实现双碳目标的重要举措,柔性直流输电是公认的当前实现大规模远海风电送出的最优解决方案,也是高端海洋电力装备制造的必经之路。

       “风从海上来”,当不可控的风能化电,为陆上主电网持续提供稳定可靠的电能时,还有很多技术上的“无人区”要穿越。其中大规模远海风电机群和柔性直流组成的多电力电子系统稳定性难题就是之一。

       南京南瑞继保电气有限公司(以下简称“南瑞继保”)为深入探索该问题,于2019年底,依托江苏如东海风柔性直流输电工程组建了一支平均年龄不到30岁的攻坚团队--如东海风柔直送出团队,团队承担了该工程控制保护、测量、一体化监控等全套关键设备的研发和交付,团队一手紧抓科学研究与技术突破,一手紧抓产品开发与工程应用,解决了多风电机群接入柔性直流的一系列技术难题,用过硬的技术守护了零碳排的海上风电顺利并网。

迎难而上,深入“无人区”

       如东海风柔直共有超过200台不同类型的风力发电机组。如何让如此丰沛的海上风电安然通过柔性直流系统送出大海,作为稳定的电源汇入陆上电网,成为团队成员的初心与执念。

       为了找到多电力电子设备稳定性的解决方案,团队曾在浩瀚的文献资料中寻寻觅觅,梳理各条技术路线的落地适用性;也不断向外积极交流,提升理论视野和探索技术高度。探索、尝试、再探索、再尝试。然而,当团队把已有技术路线大都尝试一遍,发现现有成果依旧无法适用于真实工程复杂而庞大的控制系统,无法排除系统运行的稳定性风险。

       面对困局,入职该公司10年,曾主持国内多个柔直工程开发的项目负责人李钢对大家讲:“现有技术方案只能提供参考,我们必须找到一条可靠的工程化解决方案。”南瑞继保以“务实”为核心的创新理念给项目团队提供了指引,在面对全新的领域时,必须摸着石头过河,将科学机理的发展与真实工程的技术联系起来形成闭环,以科学理论指引工程技术的开发,以工程技术的迭代更新反哺理论体系的完善。

       团队成员迎难而上,将真实工程中庞大的控制系统抽丝剥茧,分析控制系统中每一个环节对稳定性影响的科学机理,多角度开展精确数学建模、仿真策略优化迭代、闭环试验验证。经过无数个月明星稀的深夜和仿真平台上无数次的检验,项目团队成功摸索出了稳定性分析和振荡抑制的“道”和“术”。

攻坚克难,占据“制高点”

       2021年十月,如东项目来到了海陆双端解锁的关键时刻。然而,海上换流站一解锁就出现了多频点高频振荡跳闸,这给了大家当头一棒。业主急切并网以获得优惠电价的急迫心情摆在面前,团队感受到了空前的压力。但他们相信自己的基础工作,在现场积极开展专题研讨,并联合公司专家团队远程支持,大胆假设各项科学条件,小心求证仿真结果,经过两个昼夜的反复推敲,项目团队提出并验证了适应工程多频点振荡的抑制策略,成功解决了宽范围内的高频谐振问题。

       双端小负荷试验之后,大负荷试验又因中频振荡被迫中断。由于现场风电机群难以精确建模,中频振荡问题的根源不好确定,且中频振荡的抑制是由柔直还是风电机群来承担,是一大难题。考虑海上风机机群调整工作量大,作业周期长,为了保障工程的顺利推进,项目团队主动担当作为,接下了这块“硬骨头”。经过技术攻关和仿真验证,团队成员们提出了三种可行的中频段振荡抑制策略,在首试中便成功解决了中频振荡难题。当晚90后博士杨志强在朋友圈中写道“实践是最有价值的学问。理论所学能切实解决工程重大难题,这份喜悦完全不亚于当初的金榜题名时”。

       经此工程淬炼,项目团队构建起一套适用于低、中、高全频段的稳定优化策略,成功解决了海上风电柔直送出的全频段振荡问题,在这制约行业发展的“无人区”上留下了浓墨重彩的一笔,占据了这一“制高点”。

厚积薄发,勇做“排头兵”

       南瑞继保如东海风柔直团队所创造的成果,不仅助力了如东海风柔直工程的提前投运,也为我国海风柔直的发展提供了重要经验和参考;团队的成功是基于南瑞继保多个柔性直流工程的技术和经验积累,更是基于南瑞继保坚定走出的独到发展道路。

       作为国内柔性直流行业的重要参与者,南瑞继保人握指成拳、聚沙成塔,参与了一个又一个世界第一工程,解决了一个又一个行业难题,为我国柔性直流从站起来到强起来的伟大飞跃贡献了重要的力量。

       关山初度尘未洗,策马扬鞭再奋蹄。未来以新能源为主体的电力系统必将是最庞大最复杂的系统之一,这其中存在着无数需要攻克的电力“无人区”。南瑞继保人将继续勇毅先行,勇做“排头兵”,为构建新型电网,实现“碳达峰、碳中和”目标贡献力量。