文章來源：國家電(dian)網有限公司 發布時間：2020-04-09
葉儉，國(guo)家(jia)電(dian)網(wang)(wang)有限公司國(guo)家(jia)電(dian)力調(diao)度控(kong)制中(zhong)心(xin)系統運行(xing)(xing)處一(yi)名普(pu)通員工。她的(de)工作(zuo)(zuo)說(shuo)起來只(zhi)有六(liu)個字：分析(xi)、計算、判斷。她的(de)工作(zuo)(zuo)對象是(shi)(shi)全(quan)球規模(mo)最(zui)大(da)、運行(xing)(xing)最(zui)復雜的(de)電(dian)網(wang)(wang)，工作(zuo)(zuo)內容則是(shi)(shi)這張網(wang)(wang)的(de)安全(quan)運行(xing)(xing)和特性研究。
從2008年(nian)參與(yu)第一(yi)條(tiao)特(te)高壓線路(lu)系(xi)統計(ji)算(suan)開始，葉儉用十年(nian)時(shi)間逐步(bu)掌握了國家電(dian)網的運行特(te)性，用自己(ji)過硬(ying)的計(ji)算(suan)分析功(gong)底，為保障高速發展中的電(dian)網安全穩定運行作出貢獻。
安全：每次說“可以”或“行”的時候壓力最大
國家(jia)(jia)電(dian)(dian)(dian)(dian)力調度(du)控制(zhi)中心是(shi)國家(jia)(jia)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)最(zui)高一級調度(du)機構，負責國家(jia)(jia)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)調度(du)運(yun)(yun)(yun)行工(gong)作(zuo)(zuo)的組織、指揮、協(xie)調和指導。系統運(yun)(yun)(yun)行處承(cheng)擔著國家(jia)(jia)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)特性研究與計算分析、制(zhi)定(ding)跨區互聯電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)運(yun)(yun)(yun)行方式與控制(zhi)策略的職責，發揮著保障大電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)安全穩定(ding)運(yun)(yun)(yun)行的重要作(zuo)(zuo)用。如(ru)果把(ba)電(dian)(dian)(dian)(dian)力看作(zuo)(zuo)車流，把(ba)電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)當成公路網(wang)的話，系統運(yun)(yun)(yun)行處的工(gong)作(zuo)(zuo)就是(shi)制(zhi)定(ding)“交(jiao)通規則”。
這些“交通(tong)規(gui)則”就是葉(xie)儉每年(nian)都要參加編寫的《特高(gao)壓(ya)互聯電網穩定及無功電壓(ya)調(diao)度(du)運行(xing)規(gui)定》，是全球最大最復(fu)雜電網的“使用(yong)說明書(shu)”。
“這本運行(xing)(xing)手(shou)冊主要(yao)是告(gao)(gao)訴(su)調度人(ren)員，每一(yi)條線路(lu)安全穩定運行(xing)(xing)的(de)邊界(jie)在哪里。”葉儉告(gao)(gao)訴(su)記者，工作(zuo)中時常會遇到同(tong)事詢(xun)問(wen)線路(lu)能(neng)夠承受的(de)極限輸(shu)送功率(lv)，“每次回答‘可以(yi)’或者‘行(xing)(xing)’的(de)時候，我的(de)壓力最大。雖然之前已經通過(guo)仿真系統反復計(ji)算分析，但(dan)結果是否可靠還(huan)要(yao)經過(guo)實(shi)踐檢驗。”
每(mei)增加一(yi)條(tiao)線(xian)路，電網運行方式都(dou)會發生(sheng)改變。特(te)高壓(ya)線(xian)路輸送容量(liang)大(da)，對電網運行方式的(de)影(ying)響尤為(wei)明顯(xian)。從2008年第一(yi)條(tiao)特(te)高壓(ya)線(xian)路系(xi)統調試(shi)就(jiu)開始(shi)參與工作(zuo)的(de)葉儉對此感觸(chu)最深(shen)：“我們會做大(da)量(liang)仿真(zhen)計算(suan)，來確(que)保系(xi)統發生(sheng)故障時，電力能夠(gou)持(chi)續可靠(kao)供應。”
2008-2018年，國家電(dian)網并網總裝機(ji)規(gui)模(mo)從6億千瓦變成了(le)14億千瓦，7回(hui)跨(kua)區直(zhi)(zhi)流(liu)（無特(te)高壓(ya)直(zhi)(zhi)流(liu)）變成了(le)23回(hui)跨(kua)區直(zhi)(zhi)流(liu)（11回(hui)特(te)高壓(ya)直(zhi)(zhi)流(liu)），單個直(zhi)(zhi)流(liu)額(e)定(ding)輸送功(gong)率由(you)300萬(wan)千瓦提(ti)升至1200萬(wan)千瓦。
與電(dian)網規(gui)模大(da)幅增長(chang)對應的是電(dian)網運行(xing)仿(fang)真(zhen)(zhen)計(ji)算(suan)量的翻倍增長(chang)。2009年，電(dian)網運行(xing)方式仿(fang)真(zhen)(zhen)計(ji)算(suan)量單機(ji)(ji)所需時(shi)(shi)間(jian)(jian)5000小(xiao)時(shi)(shi)，每次(ci)集中(zhong)12家(jia)省級以上調(diao)度機(ji)(ji)構(gou)分(fen)析(xi)人(ren)(ren)員35人(ren)(ren)。這組數字到2019年已經變(bian)成單機(ji)(ji)仿(fang)真(zhen)(zhen)計(ji)算(suan)時(shi)(shi)間(jian)(jian)15萬個小(xiao)時(shi)(shi)，每次(ci)集中(zhong)35家(jia)省級以上調(diao)度機(ji)(ji)構(gou)的分(fen)析(xi)人(ren)(ren)員上百名。
除(chu)了規模不斷擴大，電網運行(xing)方(fang)式的復雜程度(du)也給葉儉的工作(zuo)帶(dai)來了前所(suo)未有的挑戰(zhan)。
“現在國(guo)家電(dian)網的規模和(he)復雜(za)程度(du)，在世界范圍內都是絕無僅有的。”國(guo)調中(zhong)心系統(tong)運行處處長于釗(zhao)如此形容葉儉的工作難度(du)。
葉(xie)儉和她所在的(de)團隊不斷創新解決(jue)問題(ti)的(de)方(fang)(fang)式方(fang)(fang)法：首(shou)(shou)(shou)次提出(chu)(chu)特高(gao)壓(ya)交流聯絡線功率波動對(dui)無功電壓(ya)控制影響(xiang)的(de)工程實用算(suan)法，首(shou)(shou)(shou)次發現特高(gao)壓(ya)直流引(yin)起的(de)暫態、穩態過電壓(ya)問題(ti)，首(shou)(shou)(shou)次發現多(duo)直流換(huan)向失(shi)敗對(dui)系(xi)統穩定性的(de)影響(xiang)并提出(chu)(chu)解決(jue)方(fang)(fang)案……一個(ge)個(ge)“首(shou)(shou)(shou)次”累積(ji)出(chu)(chu)公司在特高(gao)壓(ya)運行(xing)與控制方(fang)(fang)面(mian)的(de)世界領(ling)先地位。
“國家電(dian)網(wang)運行現(xian)在(zai)已經進入(ru)‘無人(ren)區’。”于釗告訴記者，沒(mei)有(you)借鑒沒(mei)有(you)參考，這些解決方案都是葉(xie)儉和團隊在(zai)實(shi)踐中反復摸索總結而來的(de)。
消除任(ren)何影(ying)響(xiang)電網安(an)全穩定(ding)運行(xing)的因素是葉儉的日常(chang)工(gong)作之(zhi)一。
2010年7月14日，三峽電(dian)(dian)廠（裝(zhuang)機(ji)容量2240萬千瓦(wa)）總(zong)出力(li)達到1780萬千瓦(wa)的(de)時(shi)候，三峽機(ji)組及近區交流電(dian)(dian)網發生了不同(tong)程(cheng)度的(de)功(gong)率波動。當時(shi)水庫蓄水的(de)水位已經達到滿發標準，電(dian)(dian)廠的(de)滿出力(li)發電(dian)(dian)意愿十分迫切(qie)。
“隨著(zhu)三(san)峽(xia)總出力增大，功率(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)動(dong)(dong)幅度不斷增大，我們非常擔(dan)心三(san)峽(xia)滿發之(zhi)后會(hui)出現低頻振蕩，對(dui)電網安全穩定運行產生破(po)壞性影(ying)響，必須及時排查出引(yin)發功率(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)動(dong)(dong)的(de)關鍵因素。”連(lian)續三(san)周，經常奮戰(zhan)到(dao)凌晨四五(wu)點，葉儉終(zhong)于找到(dao)了(le)引(yin)發功率(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)動(dong)(dong)的(de)原因，并通過技術措施成功抑制了(le)功率(lv)(lv)(lv)波(bo)(bo)動(dong)(dong)，保(bao)證了(le)當(dang)年(nian)三(san)峽(xia)電廠滿功率(lv)(lv)(lv)運行。
“做完這些，我才能(neng)夠說三峽電廠可以滿(man)功率運(yun)行(xing)了。”葉儉說“可以”的時候(hou)，底氣很足。從那時候(hou)到(dao)現在，每(mei)年豐水期，三峽都能(neng)平穩滿(man)功率運(yun)行(xing)。
計算、分析、判斷，在單調枯燥的循(xun)環里(li)，葉儉(jian)也從最初參與計算的普通工(gong)作(zuo)人(ren)員(yuan)逐步成長為特高壓電網安全穩定分析工(gong)作(zuo)的主要(yao)力量。
這些年來，葉儉作為主要計(ji)算(suan)(suan)負責人，組織了公(gong)司(si)、分部、省公(gong)司(si)三級調度(du)上(shang)百(bai)名(ming)專業技術(shu)人員，累(lei)計(ji)完成仿真算(suan)(suan)例(li)超兩百(bai)萬次，統(tong)籌制訂數(shu)十項運(yun)行管(guan)理規程規定(ding)共計(ji)10萬余(yu)字(zi)，準確把握電(dian)網(wang)實際(ji)特性(xing)，保障特高壓(ya)電(dian)網(wang)的安全穩定(ding)運(yun)行。
綠色：大量計算分析讓電網接納更多新能源
目(mu)前(qian)我國并網新能源發(fa)電裝機規模超(chao)過(guo)3億千(qian)瓦，而且每年都(dou)在高速(su)增長。大(da)量新能源并網給葉(xie)儉的(de)日(ri)常工作(zuo)提出了新的(de)課題。
“新能源(yuan)并網(wang)消納，不(bu)是(shi)這頭發電(dian)(dian)并網(wang)，那(nei)頭客(ke)戶使用，就能夠順(shun)利消納這么簡單(dan)。新能源(yuan)有自己(ji)的(de)發電(dian)(dian)特(te)性，想要(yao)讓它們順(shun)利融入大電(dian)(dian)網(wang)，要(yao)做大量的(de)電(dian)(dian)網(wang)運行分(fen)析和控(kong)制策略調整，可以說是(shi)牽一發而動全身。”葉儉(jian)說。
2015年，新疆哈密(mi)山北地區風機產生(sheng)的次同(tong)步諧波引起300千米外3臺66萬千瓦(wa)火電機組(zu)脫網事件，葉儉記憶(yi)猶(you)新。
“我們對新(xin)事物的(de)認識(shi)是(shi)有(you)個過程的(de)。”葉儉(jian)分析(xi)道，一(yi)開(kai)始新(xin)能(neng)源(yuan)并(bing)網基(ji)本參考的(de)都是(shi)國外的(de)一(yi)些標準(zhun)，但是(shi)這(zhe)些標準(zhun)卻不一(yi)定適用于我國電(dian)力系統，比(bi)如國外很(hen)少有(you)像(xiang)我國這(zhe)樣上百萬千瓦級的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)基(ji)地(di)，“這(zhe)就造成(cheng)了前幾年新(xin)能(neng)源(yuan)并(bing)網尤其是(shi)風電(dian)并(bing)網，一(yi)出現擾動就脫網的(de)情況。”
問題處(chu)理起來(lai)并(bing)不輕松。新疆風機(ji)引起機(ji)組脫網事件(jian)之(zhi)后(hou)，葉儉和同事們馬上(shang)著手分析研(yan)究，并(bing)布(bu)防了(le)安控系統來(lai)保障電網安全運行。
“根本還(huan)是由(you)于風機并(bing)網(wang)產生(sheng)了新的(de)穩定問題。”葉儉表示，安控系統(tong)只(zhi)能解決燃眉之(zhi)急，并(bing)不能治本。
在(zai)展開(kai)新疆哈密風(feng)電場數據搜(sou)集和(he)機(ji)理(li)研究工作的同時(shi)，葉儉還和(he)同事對風(feng)電裝機(ji)密集的甘(gan)肅酒泉地區約700萬(wan)千瓦風(feng)電場進行(xing)了長達兩年(nian)的監測，得到了大量一手數據。
“我們通過改(gai)造風(feng)電(dian)的控制參數，解(jie)決了(le)類似于(yu)新疆哈密地(di)區風(feng)電(dian)上(shang)網次同(tong)(tong)步諧波帶(dai)來的脫網問題(ti)，同(tong)(tong)時還對(dui)甘(gan)肅(su)酒泉地(di)區的風(feng)電(dian)場進行了(le)高(gao)穿改(gai)造，有效提(ti)高(gao)了(le)風(feng)電(dian)場的耐頻(pin)耐壓能力，并(bing)根據(ju)實(shi)際(ji)情況(kuang)提(ti)出了(le)適(shi)應于(yu)我國(guo)大規模新能源基地(di)風(feng)電(dian)場、光伏發電(dian)廠并(bing)網標(biao)準。”葉儉表示。
經過改造，甘肅酒泉地區風電(dian)的棄(qi)電(dian)率下降了4個百分點左右。
2018年年初，葉(xie)儉(jian)還(huan)針對冀(ji)北、蒙東、新(xin)疆等地區(qu)局部(bu)斷面存在(zai)新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)送(song)出卡口的問(wen)題(ti)，組織相關(guan)單位梳(shu)理新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)送(song)出卡口情況(kuang)。在(zai)采取細化運行方式安排、優化新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)模型等措施后，他們(men)將上述地區(qu)9個新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)外送(song)斷面輸(shu)電能(neng)力總計提升(sheng)226萬(wan)千瓦。
通過多項(xiang)新能源(yuan)消納措施，新能源(yuan)的(de)(de)棄電率(lv)已經從幾年(nian)前的(de)(de)16%降(jiang)至2018年(nian)的(de)(de)5.8%。
“2019年(nian)(nian)，公司(si)的(de)目標是將新(xin)能源的(de)棄電率控制在5%之內，在每(mei)年(nian)(nian)新(xin)增幾千(qian)(qian)萬千(qian)(qian)瓦新(xin)能源裝(zhuang)機的(de)基礎上，這是一個全新(xin)的(de)挑戰。”葉儉又開始了(le)自己(ji)的(de)計算分析。
【責任編輯：李巨堯】