| 撬動(dòng)電力安全的“勵(lì)磁”支點(diǎn)
“通過分析2003年美加大停電、2011年巴西大停電、2012年印度大停電等多起電力系統(tǒng)事故，我們看出，電網(wǎng)的大面積停電事故都與勵(lì)磁系統(tǒng)息息相關(guān)，如果當(dāng)時(shí)電廠的勵(lì)磁系統(tǒng)能夠正確發(fā)揮網(wǎng)源協(xié)調(diào)電壓支撐作用，那么，這些停電事故有的可以在事故蔓延的轉(zhuǎn)折關(guān)頭得到遏制，有的甚至可以避免。”在3月27日中國(guó)電力科技網(wǎng)主辦的發(fā)電機(jī)勵(lì)磁技術(shù)應(yīng)用及展望研討會(huì)上，中國(guó)電力科學(xué)研究院系統(tǒng)所副主任濮鈞向《中國(guó)電力報(bào)》記者分析。
當(dāng)前尚未被業(yè)內(nèi)外廣泛關(guān)注的“勵(lì)磁系統(tǒng)”何以能在大停電事故中彰顯如此的重要性，何以能成為撬動(dòng)能源安全乃至國(guó)家安全的行業(yè)技術(shù)“支點(diǎn)”？中國(guó)電力科技網(wǎng)CEO魏毓璞告訴記者：“發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)處于電廠與電網(wǎng)的結(jié)合部位，是電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定最重要的支點(diǎn)。勵(lì)磁系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行將直接影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。廠網(wǎng)分開以后，如何有效運(yùn)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，落實(shí)相關(guān)措施，不斷優(yōu)化勵(lì)磁技術(shù)，是新形勢(shì)下全力確保電力系統(tǒng)安全的重要課題。”
小專業(yè)大作用
“改善發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制是解決現(xiàn)代電力系統(tǒng)問題最有效措施之一，因?yàn)橄牡某杀镜?，卻能起到小功率控制大功率的作用?！痹鞒盅兄瓢l(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的張凌俊表示。相關(guān)專家則認(rèn)為勵(lì)磁技術(shù)是投入產(chǎn)出比最高的電力系統(tǒng)控制手段。
發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)的核心控制部分，為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子提供靈活調(diào)節(jié)的磁場(chǎng)能量，具有維持機(jī)端電壓水平和調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)無功功率的重要功能。
近年來，隨著大型火力發(fā)電機(jī)組的不斷增多，新能源不斷接入系統(tǒng)，電網(wǎng)容量不斷加大，電網(wǎng)的穩(wěn)定性也不斷經(jīng)受各種各樣的考驗(yàn)，發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)作為電網(wǎng)的一個(gè)主要電壓調(diào)節(jié)和穩(wěn)定控制手段，其重要性也越來越受到重視。
“勵(lì)磁技術(shù)”這個(gè)能撬動(dòng)整個(gè)電力系統(tǒng)安全的“支點(diǎn)”，在國(guó)家相關(guān)部門的制度要求里也是頻頻出現(xiàn)。記者注意到，2012年原電監(jiān)會(huì)印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)電力安全工作防范電網(wǎng)大面積停電的意見》在“加強(qiáng)電廠、電力用戶并網(wǎng)安全管理”章節(jié)對(duì)勵(lì)磁技術(shù)專門進(jìn)行部署：“發(fā)電企業(yè)要嚴(yán)格遵守市場(chǎng)準(zhǔn)入的有關(guān)規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議，未經(jīng)調(diào)度許可不得擅自并入或者解列發(fā)電機(jī)組；涉及電網(wǎng)運(yùn)行安全的發(fā)電機(jī)組調(diào)頻、勵(lì)磁等裝置應(yīng)按照調(diào)度要求整定和投退，不得擅自更改?！薄安⒕W(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組應(yīng)按照有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和所在電網(wǎng)調(diào)度管理規(guī)程規(guī)定，在電力調(diào)度機(jī)構(gòu)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)下完成發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)、調(diào)速系統(tǒng)、電力系統(tǒng)穩(wěn)定器（PSS）、發(fā)電機(jī)進(jìn)相能力、自動(dòng)發(fā)電控制（AGC）、一次調(diào)頻等試驗(yàn)，并由具有調(diào)試資質(zhì)的單位進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，其性能和參數(shù)應(yīng)滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行需要。新機(jī)組達(dá)到上述要求后方可進(jìn)入機(jī)組發(fā)電組合。”此前，國(guó)家發(fā)展改革委等四部門印發(fā)的《節(jié)能發(fā)電調(diào)度辦法實(shí)施細(xì)則》對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)性能指標(biāo)也提出了要求。
“我對(duì)勵(lì)磁的總體評(píng)價(jià)是小專業(yè)、大作用、大影響。”許其品在上述會(huì)議上談道。許其品所在的企業(yè)是國(guó)內(nèi)100萬千瓦等級(jí)勵(lì)磁系統(tǒng)唯一供應(yīng)商。據(jù)他介紹，他所在的公司在勵(lì)磁這個(gè)小專業(yè)上投入了大量人力、物力進(jìn)行研發(fā)攻關(guān)。目前，他們的勵(lì)磁系統(tǒng)應(yīng)用范圍涵蓋了常規(guī)水電、常規(guī)火電、燃?xì)廨啓C(jī)、抽水蓄能、生物質(zhì)發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、核能等所有發(fā)電領(lǐng)域。水電勵(lì)磁產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)江三峽，華能瀾滄江公司小灣水電站、糯扎渡水電站，四川金沙江溪洛渡水電站，四川雅礱江官地水電站等多個(gè)大中型水電站。
勵(lì)磁技術(shù)國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程不斷加快
2008年3月14日，由我國(guó)自主研制的世界首臺(tái)兆瓦級(jí)雙電樞混合勵(lì)磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過專家鑒定。專家認(rèn)為，此機(jī)組屬國(guó)際首創(chuàng)，對(duì)于加速我國(guó)大型風(fēng)力發(fā)電裝備制造業(yè)的國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。
2011年5月，國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院研制的我國(guó)首套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的70萬千瓦級(jí)巨型水輪發(fā)電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)在三峽地下電站32號(hào)機(jī)組成功投運(yùn)。該項(xiàng)目打破了長(zhǎng)期以來國(guó)外企業(yè)的技術(shù)壟斷。
2011年6月，國(guó)網(wǎng)電科院旗下上市公司中標(biāo)并簽約田灣核電2×100萬千瓦核電機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)改造項(xiàng)目，這是我國(guó)核電機(jī)組首次采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)勵(lì)磁系統(tǒng)。2013年4月4日，福建仙游抽水蓄能電站30萬千瓦1號(hào)機(jī)組正式投入商業(yè)運(yùn)行，國(guó)內(nèi)單機(jī)容量最大的國(guó)產(chǎn)化抽水蓄能勵(lì)磁系統(tǒng)首次投運(yùn)，成功打破國(guó)外公司在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷。
“自主化關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)獲得突破。掌握了大型抽水蓄能機(jī)組調(diào)速和勵(lì)磁設(shè)備的核心技術(shù)、靜止無功補(bǔ)償裝置應(yīng)用于風(fēng)電集中送出系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)、超深井鉆井關(guān)鍵技術(shù)等?！眹?guó)家能源局發(fā)布的一份報(bào)告這樣總結(jié)。目前，國(guó)產(chǎn)勵(lì)磁系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于各種類型的同步發(fā)電機(jī)，特別是大容量汽輪發(fā)電機(jī)及水輪發(fā)電機(jī)（30萬千瓦等級(jí)以上）。在水電70萬千瓦級(jí)、火電100萬千瓦級(jí)容量巨型機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)用上，已經(jīng)打破國(guó)外知名廠商壟斷，成功地實(shí)現(xiàn)了巨型機(jī)組勵(lì)磁系統(tǒng)的國(guó)產(chǎn)化，不僅為我國(guó)電力裝備工業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益，也為我國(guó)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督對(duì)于發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。2008年7月中旬，受中電聯(lián)電力試驗(yàn)研究分會(huì)委托，浙江省電力試驗(yàn)研究院在浙江杭州主持召開了《發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)監(jiān)督規(guī)程》宣貫會(huì)。按照試驗(yàn)研究分會(huì)的工作計(jì)劃，在全國(guó)電力試（研）院（所）內(nèi)部宣貫由分會(huì)組織編寫的8項(xiàng)技術(shù)監(jiān)督標(biāo)準(zhǔn)，以便更加有效地開展技術(shù)監(jiān)督工作。來自全國(guó)23個(gè)電力試（研）院（所）勵(lì)磁專業(yè)人員參加了會(huì)議。
隨著中國(guó)電力裝備制造業(yè)的發(fā)展，中國(guó)發(fā)電設(shè)備的自主配套能力必將提高，高端勵(lì)磁國(guó)產(chǎn)化是必然趨勢(shì)?！澳壳拔覈?guó)研制的100萬千瓦等級(jí)勵(lì)磁系統(tǒng)，在功能配置、人機(jī)接口等多方面更加適合我國(guó)國(guó)情，在對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定提供支撐方面達(dá)到或超過國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，在可維護(hù)性方面高于進(jìn)口設(shè)備。該產(chǎn)品完全可以替代進(jìn)口勵(lì)磁系統(tǒng)，建議進(jìn)一步推廣應(yīng)用?！毕嚓P(guān)專家表示。
相關(guān)工作還需進(jìn)一步深化
“３年前，中國(guó)電力科學(xué)研究院等部門曾進(jìn)行過一次調(diào)研，發(fā)現(xiàn)有的電廠沒有完整詳細(xì)的機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備性能參數(shù)等，這給開展勵(lì)磁工作帶來一些困難?！卞рx介紹，開展勵(lì)磁工作需要全面掌握機(jī)組各項(xiàng)性能指標(biāo)，而前幾年是電廠建設(shè)高峰，設(shè)備采購(gòu)倉(cāng)促，導(dǎo)致電廠信息不全。廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院系統(tǒng)所高級(jí)工程師張俊峰表示：“目前勵(lì)磁系統(tǒng)故障記錄數(shù)據(jù)不完善也是亟待解決的問題?！薄按笮突鹆Πl(fā)電廠對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)繼電保護(hù)的要求也越來越高，中國(guó)電力顧問集團(tuán)公司調(diào)研了大批電廠實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，在嚴(yán)格遵守各種國(guó)標(biāo)、行標(biāo)的基礎(chǔ)上對(duì)火力發(fā)電廠的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)導(dǎo)則進(jìn)行了修訂，其中對(duì)勵(lì)磁保護(hù)部分也進(jìn)行了行業(yè)規(guī)定。”東北電力設(shè)計(jì)院周彤告訴記者。近年來，大型汽輪發(fā)電機(jī)越來越多，勵(lì)磁系統(tǒng)技術(shù)水平不斷提高，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程也在不斷補(bǔ)充和完善。據(jù)了解，以往電廠電氣故障中20%~30%是由勵(lì)磁系統(tǒng)引起的，勵(lì)磁技術(shù)需要更高規(guī)格的行業(yè)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)加以規(guī)范。
“常規(guī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器以控制機(jī)端電壓為目標(biāo)，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性方面能力有限。若引入主變高壓側(cè)電壓參與勵(lì)磁調(diào)節(jié)控制，可以有效補(bǔ)償升壓變阻抗，挖掘發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償潛力?！眹?guó)網(wǎng)浙江省電力公司首席專家陳新琪認(rèn)為，“隨著特高壓交直流輸電工程的逐步實(shí)施，多條大功率交流輸電通道和多饋入直流輸電的出現(xiàn)，國(guó)內(nèi)大功率受端電網(wǎng)越來越復(fù)雜。充足的動(dòng)態(tài)無功儲(chǔ)備對(duì)于保持受端電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性及動(dòng)態(tài)無功支撐越來越重要?！薄耙话闳苏f到電網(wǎng)事故，往往首先想到的是電網(wǎng)，像勵(lì)磁這種小專業(yè)容易被忽視，而實(shí)際上處理電網(wǎng)事故往往又是從發(fā)電廠勵(lì)磁系統(tǒng)上入手的?！蔽贺硅狈治?，廠網(wǎng)雖然已分開，但是廠網(wǎng)之間依然是唇齒相依的關(guān)系，勵(lì)磁技術(shù)是聯(lián)系廠網(wǎng)的紐帶，勵(lì)磁相關(guān)的技術(shù)、管理工作，既考驗(yàn)電網(wǎng)安全，也考驗(yàn)發(fā)電企業(yè)運(yùn)行安全。
云南電力研究院的陳晶向記者介紹了他所在研究院的業(yè)務(wù)變化情況：“由于廠網(wǎng)分開等因素，云南電力研究院基本退出了勵(lì)磁的維護(hù)試驗(yàn)工作，僅從事涉網(wǎng)試驗(yàn)。隨著電源投產(chǎn)高峰的過去，勵(lì)磁專業(yè)人員將兼顧其他工作，如地區(qū)電網(wǎng)分析和新能源技術(shù)，以及正在擴(kuò)大建設(shè)規(guī)模的直流和柔性直流等?！彼ㄗh，當(dāng)前推進(jìn)勵(lì)磁技術(shù)需要發(fā)電、電網(wǎng)、研究院、設(shè)備廠家等各個(gè)環(huán)節(jié)的高度重視，需要進(jìn)一步加強(qiáng)勵(lì)磁相關(guān)工作的計(jì)劃、落實(shí)。 |
