科技賦能 持續(xù)創(chuàng)新 中國能建華北院諧振治理技術(shù)之路
來源：中國能建 時間：2024-05-22 17:22
原標(biāo)題：中國能源報：科技賦能 持續(xù)創(chuàng)新 中國能建華北院諧振治理技術(shù)之路
建立支撐清潔低碳、安全充裕、經(jīng)濟(jì)高效、供需協(xié)同、靈活智能的新型能源體系，是能源領(lǐng)域發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的重中之重。“十四五”以來，以新能源為主力電源的綜合能源大基地成為主要開發(fā)模式，新型電力系統(tǒng)的高比例可再生能源和高比例電力電子設(shè)備“雙高”特性日益凸顯，在大規(guī)模新能源通過特高壓通道外送、新能源打捆火電等送端系統(tǒng)中，寬頻振蕩問題是影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。
日前，中國能建華北院中標(biāo)托克托發(fā)電有限責(zé)任公司百萬千瓦新能源打捆外送項目次同步諧振治理工程EPC總承包工程。該項目開創(chuàng)了次同步諧振研究在風(fēng)電+火電+串補(bǔ)領(lǐng)域的新篇章，標(biāo)志著華北院次同步諧振治理總承包業(yè)務(wù)從傳統(tǒng)的“火電+串補(bǔ)”模式成功進(jìn)階至“新能源+火電+串補(bǔ)”模式。
華北院諧振治理研究團(tuán)隊從1994年的次同步諧振（振蕩）起步，到2024年的寬頻振蕩研究，整整走過30個年頭。合抱之木，生于毫末，30年的諧振治理技術(shù)攻關(guān)之路，也是華北院30載創(chuàng)新發(fā)展的生動縮影。
一、石以砥焉，太行絕壁一鑿穿
20世紀(jì)80年代，華北院提出規(guī)劃在托克托建設(shè)大型火電廠，通過4回500kV線路加串聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)姆绞?，輸?00萬到700萬千瓦裝機(jī)容量。在我國能源版圖上寫下了“西電東送”的重要一筆。
如何確保電力既要送得出、系統(tǒng)又能安全穩(wěn)定運(yùn)行？描繪著托克托電廠（以下簡稱：托電）大型煤電基地美好圖景的同時，華北院把實現(xiàn)托電大容量、遠(yuǎn)距離、安全經(jīng)濟(jì)的電力輸送設(shè)為科技攻關(guān)的重點方向。1994年，華北院啟動“串補(bǔ)輸電及抑制嚴(yán)重次同步諧振技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”專題研究。隨著研究的深入，華北院意識到托克托電廠加串補(bǔ)送出可能會引起嚴(yán)重的次同步諧振問題。
國家電網(wǎng)公司和大唐集團(tuán)多次邀請多家國外著名的跨國公司進(jìn)行風(fēng)險評估、抑制治理措施的研究討論，從為數(shù)不多的治理措施中逐漸聚焦到GE公司的阻塞濾波器方案，華北院作為業(yè)主工程師全程參與，成為國內(nèi)最早提出利用阻塞濾波器解決次同步諧振并開展研究的電力咨詢企業(yè)。
托電采用的串補(bǔ)加阻塞濾波器輸電方案，是國內(nèi)首次、世界上規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜的案例。由于對機(jī)組參數(shù)不準(zhǔn)確程度的估計不足，據(jù)此開展的設(shè)計工作在阻塞濾波器組投切驗證試驗時，引發(fā)了嚴(yán)重的異步自激磁現(xiàn)象，導(dǎo)致試驗機(jī)組直接跳閘。如果不能找到行之有效的電氣參數(shù)辨識方法，電廠花費(fèi)幾億元的阻塞濾波器將無法發(fā)揮作用。華北院主動扛起責(zé)任，重新對同步發(fā)電機(jī)的異步運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行建模，自主提出在異步自激磁方式下的同步發(fā)電機(jī)電氣參數(shù)辨識方法和試驗方案，得到了準(zhǔn)確的發(fā)電機(jī)參數(shù)；并獨立自主研發(fā)了特征根計算程序，拿到了阻塞濾波器的系統(tǒng)設(shè)計的又一把利器。
小試鋒芒后，設(shè)計人員進(jìn)一步創(chuàng)新，提出了在GE設(shè)計的阻塞濾波器的電抗器回路加裝小電阻的解決方案，成功解決了遺留問題。2011年，托電前四期的阻塞濾波器和渾源串補(bǔ)得以投入運(yùn)行，保證了四期工程成功送電。
有了托電四期的研究和工程經(jīng)驗，華北院乘勝追擊，立刻投入到研究阻塞濾波器難以同時很好抑制機(jī)網(wǎng)復(fù)合共振和異步自勵磁的問題上。2015年首次提出“有效抑制三種形式次同步諧振的阻塞濾波器”技術(shù)，阻塞濾波器的性能和應(yīng)用效果大幅度提升。在托電五期機(jī)組次同步諧振治理工程中，華北院大膽預(yù)估，提出從機(jī)組生產(chǎn)階段就開展軸系優(yōu)化工作，降低了工程難度，五期次同步諧振治理的阻塞濾波器一次性通過驗證試驗、投產(chǎn)成功，實現(xiàn)治理措施與機(jī)組同步投產(chǎn)，同時完成了阻塞濾波器技術(shù)從設(shè)計到施工的全鏈條國產(chǎn)化。
托電送出工程在遠(yuǎn)距離安全經(jīng)濟(jì)輸電方面達(dá)到了世界領(lǐng)先水平，標(biāo)志著華北院完全掌握了串補(bǔ)加阻塞濾波器輸電這一先進(jìn)技術(shù)，多項技術(shù)突破填補(bǔ)了國內(nèi)研究空白，澄清了認(rèn)識誤區(qū)，加速了次同步諧振風(fēng)險評估和治理領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。
隨著問題一項項解決，華北院憑借科研創(chuàng)新的技術(shù)實力贏得了業(yè)主的信任?！∈皂蒲?，化鈍為利。只有不斷在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題，才能不斷磨礪自己，突破束縛發(fā)展的不利因素。
二、化鈍為利，創(chuàng)新迸發(fā)新動能
創(chuàng)新永無止境！“十四五”以來，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)開始向以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)變，火電+新能源一體化基地項目在國內(nèi)呈現(xiàn)規(guī)?；陌l(fā)展態(tài)勢，可能引發(fā)嚴(yán)重的寬頻振蕩問題，成為制約新型電力系統(tǒng)發(fā)展的重要技術(shù)難題之一。
華北院自主開發(fā)了阻抗分析法計算程序包，形成了一套完整的解決該類型工程項目的研究方法，開拓了火電+新能源基地打捆外送次同步諧振風(fēng)險評估的新業(yè)務(wù)，繼續(xù)帶動次同步振蕩風(fēng)險評估和治理措施研究業(yè)務(wù)向新型電力系統(tǒng)縱深發(fā)展。
華北院次同步諧振研究團(tuán)隊在解決工程實際問題的同時，不斷攻克一個個難題，取得一項項技術(shù)突破，確保華北院在次同步諧振問題技術(shù)研究方面處于國際領(lǐng)先地位，確立了在該領(lǐng)域的技術(shù)權(quán)威。先后獲得省部級獎項2項、行業(yè)獎項13項、上級單位和公司級獎項4項、發(fā)明專利8項、實用新型專利3項、軟件專有技術(shù)1個，作為牽頭單位編寫次同步諧振相關(guān)的2項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，樹立了次同步諧振的行業(yè)標(biāo)桿。
三、引領(lǐng)市場，轉(zhuǎn)型創(chuàng)造新局面
近年來，華北院開展的國華錦界電廠采用SVC技術(shù)抑制次同步諧振工程研究、忻州串補(bǔ)站初設(shè)搖擺電流計算、托克托電廠SSR抑制與保護(hù)工程的專題研究、特高壓示范工程的相關(guān)問題的配合研究及上都電廠TSR和SEDC前期工程配合等一批應(yīng)用新技術(shù)的研究報告，憑借較高的技術(shù)水平和成品質(zhì)量，得到業(yè)內(nèi)及有關(guān)部門的認(rèn)同和贊許。
憑借在次同步諧振（振蕩）評估治理方面樹立的行業(yè)領(lǐng)先地位，次同步諧振團(tuán)隊引領(lǐng)華北院公司簽訂了一批技術(shù)含量高的優(yōu)質(zhì)項目，實現(xiàn)了科技創(chuàng)新的市場轉(zhuǎn)化，為公司轉(zhuǎn)型發(fā)展持續(xù)助力。
作為國內(nèi)唯一掌握阻塞濾波器組抑制措施核心技術(shù)的工程公司，華北院先后獲得托克托電廠五期機(jī)組次同步諧振治理工程總承包項目（國內(nèi)首個次同步諧振治理總包項目）、蒙能錫林熱電廠次同步諧振治理工程等多項總承包項目。
“十四五”以來，華北院更是憑借新型電力系統(tǒng)下寬頻振蕩研究能力，開拓了風(fēng)+光+火基地打捆外送基地、高比例新能源基地等以新能源為主體的項目從寬頻振蕩風(fēng)險評估到治理措施全過程、全鏈條的新業(yè)務(wù)，承接了多項新能源打捆外送項目次同步諧振問題研究。
此次中標(biāo)的托電風(fēng)火打捆基地外送項目次同步諧振治理工程EPC總承包工程，進(jìn)一步夯實次同步諧振研究在新能源+火電+串補(bǔ)領(lǐng)域的研究成果，持續(xù)地將科技項目成果轉(zhuǎn)化為實際工程項目應(yīng)用。
四、星火賡續(xù)，團(tuán)隊傳承新方向
研究創(chuàng)新是一個人的信念、擔(dān)當(dāng)和執(zhí)著，更是團(tuán)隊的一種精神、一份傳承。華北院次同步諧振研究團(tuán)隊，從1994年的王紹德同志帶領(lǐng)次同步諧振探索到2024年的任樹東同志接續(xù)寬頻振蕩研究，從兩三人的“小米加步槍”手工計算到十?dāng)?shù)人的團(tuán)隊現(xiàn)代化仿真研究手段，從60后、70后的守望堅持到80后、90后乃至00后的接續(xù)創(chuàng)新，彈指三十載，次同步諧振研究團(tuán)隊總計完成3700余相次試驗，獲得近2600個寶貴的試驗數(shù)據(jù)文件，100余卷研究報告……
技術(shù)的積累，團(tuán)隊的壯大，次同步諧振研究團(tuán)隊用兩代人、三十年呵護(hù)了這份堅守，如今團(tuán)隊仍在創(chuàng)新研究的路上，青年一代將繼續(xù)秉持刻苦鉆研、堅持拼搏、樂觀向上的團(tuán)隊協(xié)作精神，頂住壓力、克服困難，履行華北院人的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)，以自己心中對事業(yè)的熱愛與執(zhí)著，默默奉獻(xiàn)自己的光和熱，沿著前輩們的足跡，繼續(xù)以堅持和創(chuàng)新為利器，在發(fā)展華北院新質(zhì)生產(chǎn)力的道路上走得更遠(yuǎn)！
責(zé)任編輯：余璇
