[00146635]跨区联网背靠背换流站自主控保装备关键技术及应用

高岭背靠背换流站是东北-华北联网国家重点工程和东北电力外送唯一通道,担负着保障京津唐地区可靠供电、消纳东北地区新能源发电、治理大气污染重任。工程一期设计两个直流单元,总容量1500MW,于2008年11月25日正式投运,极大增强了互联电网的输送能力和东北、华北两大电网间的互为备用能力,有效调节了两大电网错峰容量。 高岭背靠背换流站一期工程采用许继电气基于西门子SIMADYN技术的DPS-2000控制保护系统。作为换流站运行的核心装备,投运以来,运行基本稳定可靠,但由于该系统技术成熟于上世纪八、九十年代,受硬件水平、运维经验等限制,集成化、智能化程度较低,存在一些先天不足,如：系统响应速度较慢、功率协调控制功能不完善、极控与站控系统之间信号通过硬连线不可靠、测控装置测量精度差、监控后台信息报文可读性及指向性欠缺等问题,这些问题虽不至严重影响系统运行,但不利于系统运维,降低了系统可靠性。 高压直流输电技术集中了当代电力、控制、电力电子、通信等各个领域的新技术,技术含量较高,作为其核心的直流控保技术在世界上被少数几家公司垄断。我国作为世界上直流输电应用大国,长期使用ABB或西门子公司的直流控保装备,受制于人,在经济上、运维管理上甚至我国特高压电网建设推广上,都有着非常不利的影响。因此,基于打破国外公司直流控保装备技术垄断,提高国内自主装备研制及换流站运维水平的目的,结合高岭换流站直流扩建工程,开展自主控保装备关键技术的研究和应用,具有比较重大的现实意义。 2012年,为了满足经济社会发展对电力的需求,高岭换流站进行直流工程扩建,扩建两个直流单元（容量1500MW）,投资近20亿,直流输送容量倍增。扩建后,高岭换流站直流输送容量达3000MW,为世界上容量最大的直流背靠背换流站,在电网承担着更大的重任。由国网辽宁省电力有限公司、许继电气有限公司、东北电力大学共同研发的“跨区联网背靠背换流站自主控保装备关键技术及应用”科技成果在高岭直流二期扩建工程中得到首次应用,解决了与一期工程控制兼容接入、多单元功率协调控制的等技术难题,进一步提高了系统运行的安全稳定、快速响应等方面的性能,保证了高岭直流扩建工程的顺利实施及投运后的长期安全稳定运行,取得了重大的经济效益和社会效益。相较于一期工程,该项目实现了技术上的大幅突破,具有以下主要特点： 1)硬件方面,电源采用冗余配置,可靠性高,具有响应速度快、数据显示精确; 2)软件方面能够在最新应用平台上使用,运行环境友好,可靠性和稳定性高,在线调试功能强大,使用灵活; 3)操作界面简单,显示直观,易于操作,具有各种数据统计功能,满足运维需求; 4)设计合理,功能完善,运行稳定; 5)扩展性强,扩建工程需要与一期工程直流控保系统接口,实现全站统一监控。 本成果在高岭站直流扩建工程中得到应用。通过工程实施,功能和性能得到了充分验证。并在下列常规直流工程及特高压直流工程中得到应用： 1) 四川宜宾-浙江金华±800kV特高压宾金直流工程; 2) 云南永仁至富宁±500kV观音岩直流工程; 3) 山西晋北-江苏南京±800kV特高压直流工程; 4) 内蒙古锡盟-江苏泰州±800kV特高压直流工程; 5)内蒙古扎鲁特-山东青州±800kV特高压直流工程。 到目前为止,该项目在运工程的总容量已经超过1250万千瓦,在受端节省了超过12.5台百万火电机组,每年节省标煤2200万吨以上,减少二氧化碳排放5600万吨,减少二氧化硫排放1.88万吨,消纳水电等清洁能源300万千瓦,对减轻环境污染有显著作用。 通过本项目实施,截至2016年,累计节约投资6亿元,工程平均建设时间缩短200天,自主开发的直流输电控制保护设备在背靠背联网、远距离输电、海岛输电、级联式多端直流输电、±1100kV特高压直流输电,以及柔性直流输电等领域有着广阔的应用前景。我国为实现西电东送、大区联网规划和满足三峡电力外送的需要,至2020年,每年有2-3条±800kV和±1100kV特高压直流输电工程上马,“十二五”以后,我国风电进入“海陆并举,全面发展”的新阶段,新能源的发展必然为直流输电提供广阔的发展空间,带来可观的经济效益。