世界最大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)再擴(kuò)容？

2016年6月15日，國(guó)內(nèi)首套“大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)”一期工程建成投運(yùn)，受到了業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。次年二期工程投運(yùn)，到今年三期擴(kuò)建工程啟動(dòng)試運(yùn)行，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了源網(wǎng)荷友好互動(dòng)、避免電網(wǎng)遇險(xiǎn)一刀切斷電、智慧用電等。

7月25日13時(shí)10分，江蘇電網(wǎng)最高調(diào)度用電負(fù)荷達(dá)到10015萬(wàn)千瓦，成為國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)首個(gè)用電負(fù)荷連續(xù)兩年突破1億千瓦的省級(jí)電網(wǎng)。用電負(fù)荷節(jié)節(jié)攀高，為江蘇電網(wǎng)帶來(lái)了巨大壓力。近年來(lái)，為緩解供電壓力，江蘇電網(wǎng)大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)前兩期工程的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了快速負(fù)荷調(diào)控方式的根本性改變，也為迎峰度夏的電網(wǎng)樹立了一道堅(jiān)強(qiáng)的防線。

今年5月28日，由南瑞集團(tuán)承擔(dān)建設(shè)的國(guó)內(nèi)首套“大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)”三期擴(kuò)建工程投入試運(yùn)行。“它的投運(yùn)，預(yù)示著我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模、多層級(jí)、多類型、多時(shí)間尺度可中斷負(fù)荷協(xié)同控制的工程應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)擁有了世界上最大規(guī)模的‘虛擬電廠’，為實(shí)現(xiàn)能源、資源更大范圍的優(yōu)化配置提供了更加堅(jiān)強(qiáng)的保障。”南瑞集團(tuán)穩(wěn)定分公司總經(jīng)理助理顏云松表示。

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)能源供應(yīng)受到能源資源分布不均衡和經(jīng)濟(jì)發(fā)展不均衡的雙重制約，以江蘇為代表的中東部電力平衡高度依賴區(qū)外來(lái)電，常規(guī)火電、水電機(jī)組被大規(guī)模特高壓直流電源替代，電網(wǎng)快速調(diào)節(jié)能力下降。同時(shí)，單一直流送電規(guī)模不斷提高，一旦失去，受端電網(wǎng)瞬時(shí)面臨大量功率缺失，存在連鎖故障和電網(wǎng)失穩(wěn)的風(fēng)險(xiǎn)。

為了有效解決上述問(wèn)題，南瑞集團(tuán)電網(wǎng)穩(wěn)定技術(shù)團(tuán)隊(duì)通過(guò)產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合攻關(guān)，歷時(shí)兩年半，首創(chuàng)性開展大規(guī)模源網(wǎng)荷負(fù)荷精準(zhǔn)控制理論、互動(dòng)機(jī)制研究，攻克了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，研制了成套裝備，實(shí)現(xiàn)了江蘇大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)示范工程應(yīng)用。

“該項(xiàng)目將分散的海量可中斷負(fù)荷集中起來(lái)進(jìn)行快速精準(zhǔn)控制，從電網(wǎng)‘電源調(diào)控’轉(zhuǎn)變?yōu)?lsquo;電源調(diào)控’與‘負(fù)荷調(diào)控’相結(jié)合，保障電力供應(yīng)在應(yīng)急狀態(tài)下的瞬時(shí)（毫秒級(jí)）、短時(shí)（秒級(jí)）和時(shí)段（分鐘級(jí)）平衡。”顏云松介紹說(shuō)。

在裝備方面，主要研發(fā)了調(diào)度主站類及控制裝置類兩大類核心產(chǎn)品，包括省級(jí)調(diào)度端全景監(jiān)控系統(tǒng)，源網(wǎng)荷儲(chǔ)控制主站、子站裝置，155M專用通信裝置，多用戶共享2M接入裝置，智能負(fù)荷控制終端等。成套核心裝備填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外空白，推動(dòng)電子、通信、計(jì)算機(jī)行業(yè)發(fā)展，為我國(guó)特高壓交直流互聯(lián)電網(wǎng)、智能電網(wǎng)提供了一套可供推廣、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完整產(chǎn)品線。

該系統(tǒng)在江蘇電網(wǎng)成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了快速負(fù)荷調(diào)控方式的根本性改變，起到了很好的示范作用。該成果已在山東、河南、上海、浙江、安徽、湖南6個(gè)省級(jí)電網(wǎng)推廣應(yīng)用，為我國(guó)特高壓交直流互聯(lián)電網(wǎng)安全運(yùn)行提供了一套可供推廣、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大規(guī)模源網(wǎng)荷精準(zhǔn)負(fù)荷控制手段，將進(jìn)一步提升我國(guó)能源跨大區(qū)優(yōu)化配置及新能源消納能力，提升特高壓大功率遠(yuǎn)距離送電環(huán)境下大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行控制水平，為下一步電力體制改革、新售電商業(yè)模式開展提供整體技術(shù)平臺(tái)支撐。

此次江蘇大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)三期擴(kuò)容建設(shè)，包括了二期大用戶增補(bǔ)、三期新增500千伏秦淮、惠泉、茅山、訪仙4個(gè)控制子站，23戶燃煤電廠可中斷輔機(jī)以及10戶儲(chǔ)能電站的毫秒級(jí)系統(tǒng)接入工作;還完成了所有簽約用戶的現(xiàn)場(chǎng)預(yù)置實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)改造后的現(xiàn)場(chǎng)整體聯(lián)調(diào)工作及實(shí)切用戶試驗(yàn)、實(shí)切時(shí)間測(cè)量實(shí)驗(yàn)等工作。“目前毫秒級(jí)控制總?cè)萘窟_(dá)到260萬(wàn)千瓦，控制對(duì)象共計(jì)2078戶。”顏云松說(shuō)。

那么，這項(xiàng)工程是如何幫助電網(wǎng)迎峰度夏的，一組數(shù)據(jù)就可以看出它的“威力”。該工程可提升特高壓直流送電能力154萬(wàn)千瓦，年增利潤(rùn)約8400萬(wàn)元。累計(jì)增供電量49.896億千瓦時(shí)，累計(jì)新增銷售額27.4428億元，累計(jì)新增利潤(rùn)1.2474億元，經(jīng)濟(jì)效益顯著。在負(fù)荷控制能力方面，相當(dāng)于4臺(tái)百萬(wàn)千瓦火電機(jī)組，節(jié)省投資126.4億元，環(huán)境效益顯著。

事實(shí)上，在前兩期工程中，“江蘇電網(wǎng)大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)工程”的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)。作為華東電網(wǎng)頻率緊急控制系統(tǒng)的重要組成部分，于2016年6月15日首次正式在蘇州地區(qū)投運(yùn)。一期工程共接入810個(gè)大用戶，該系統(tǒng)為2016年迎峰度夏期間西南水電通過(guò)復(fù)奉、錦蘇及賓金等三回特高壓直流2160萬(wàn)千瓦滿功率輸送時(shí)的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力支撐。

2017年12月，江蘇大規(guī)模源網(wǎng)荷示范工程二期擴(kuò)建投入運(yùn)行。新增兩個(gè)控制主站、8個(gè)500千伏控制子站、新增加518戶終端。系統(tǒng)首次形成了由控制中心站—主站—子站—控制終端組成的分層分區(qū)完整架構(gòu)，控制對(duì)象除了大用戶外，還接入了燃煤電廠可中斷輔機(jī)、南水北調(diào)翻水站抽水泵以及大型儲(chǔ)能電站。電源類型多元化，控制對(duì)象更加豐富，毫秒級(jí)控制總?cè)萘窟_(dá)到200萬(wàn)千瓦。

不難看出，該系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，有效提高了特高壓直流送出通道的輸電能力，為促進(jìn)西南地區(qū)清潔能源開發(fā)利用提供了堅(jiān)強(qiáng)的保障，為特高壓大受端電網(wǎng)安全運(yùn)行提供良好示范應(yīng)用，也為我國(guó)特高壓交直流電網(wǎng)提供了有力的技術(shù)和裝備支撐，積極推動(dòng)了我國(guó)能源供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的有效落地。