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【蒙电先锋谱】齐军 电网安全守护者的创新征程

中国电力网
2021-05-26
 



  如果把内蒙古电网比做一台高速运转的计算机,调度部门就是这台机器的CPU;如果把电网调度比作一支军队,系统运行处就是这支军队的参谋部。作为2021年度自治区“草原英才”工程选拔的青年创新创业人才,集团公司系统运行部系统运行处的齐军正是这个“参谋部”的领军人物。

 我把青春献给你

 “我们的职责是要保障电网的安全。”2005年来到公司调度,齐军一干就是16年,围绕电网安全稳定管理核心工作,不断进行着理论创新和技术进步。“十三五”以来,他主持开展了“蒙西电网适应高比例可再生能源接入的各类机组容量规模和平衡机理研究”、“电力系统动态惯量及阻尼在线监测与协同控制研究”、“新能源次、超同步振荡监测及预警系统实用化应用”等11项具有前沿性的理论创新工作。
 电网安全稳定管理涉及到电网的安全稳定分析和计算、运行方式制定、安全稳定控制、安全自动装置几个大类,围绕以上核心内容衍生出无功电压管理、网源协调管理、基建启动管理、模型参数测试、电网电源规划等门类,专业精深、内容庞杂。其中自动电压控制系统(AVC),正是电网安全稳定运行“多重关口”中的关键的第一道外大门。
 集团公司AVC项目从2004年起立项,自2007年起具体实施。项目针对电压自动控制这一世界性难题,与清华大学联合研制出具有完全自主知识产权的AVC系统,达到了国际领先水平,解决了复杂电网自动电压控制的关键技术难题。2010年,经过调试、闭环控制运行,内蒙古电网在全国范围内首先实现了对风电场的自动电压控制。在24小时闭环控制测试中,调控中心AVC主站向李汉梁风电场控制系统下发控制指令多达250次,场侧均按照预想策略正确执行。2019年,AVC项目荣获2018年国家科技进步一等奖,齐军作为公司技术团队第3完成人受到了表彰。该系统投运以来,已闭环运行变电站182座,发电厂50座,新能源场站396座,电压合格率由65.1%提高到99.62%。2015—2017年,节约网损电量4.58亿千瓦时,增加接纳新能源电量8.78亿千瓦时,减少二氧化碳排放120.24万吨。
 电网稳定分析计算的基础是参数管理,涉及到大量网源协调工作和对基础数据的积累。2011年,国网系统发生了新能源机组大规模脱网事件,全国集中开展新能源机组低电压穿越改造。结合这项工作,他着手开展风电和光伏的机电暂态模型参数的建模研究,与中国电科院合作,在国内首次开发了风光储系统的机电暂态和中长期动态模型,实现了风光储系统的机电暂态和中长期动态过程分析,项目荣获2017年度中国电力科技进步二等奖、国家电网公司科技进步一等奖。该研究成果广泛应用于我国34个省级及以上电网规划设计、调度运行及科研教学中,市场占有率超过80%,成为全国各电网公司新能源电力系统安全稳定分析的主要模型工具。     
             
 电网安全的幕后英雄

 在实际应用中,有限时间内要完成巨大的工作量,任何一个数字的错误都可能产生“蝴蝶效应”,会在电网的一角掀起风暴。当然,如果计算正确,那些幕后英雄在许多个不眠之夜的辛勤付出,将会直接转化为电网的安全性提升和更为直观的经济效益。
 2020年6月12日,一则不起眼的新闻报道见诸报端:《呼丰、呼包断面输送能力再提升 凸显坚强内蒙古电网》。作为内蒙古电网重要的输电通道,呼丰、呼包断面承担着西电东送的关键功能。为解决500千伏断面输电能力与日益增长的用电需求之间的矛盾,国家电网华北电力调控分中心和公司系统运行部共同完成对呼丰、呼包断面输送能力的重新分析计算,补充制定了新的断面极限。
 “那是在2020年1月24日,腊月二十九的下午,很多人已经在忙着过年。”据齐军回忆,下午3点多,他们接到了华北网调的电话,希望通过简单计算估测一下呼丰、呼包断面极限输送能力提升值。“要么不做,要做就要考虑周密,做到安全可靠、无懈可击。”为了这个电话,他们7、8个人马不停蹄地从下午3点计算到夜里10点多,经过大家的多番论证得出:这个数字不是简单几天就能算出来的,其中电网面临的风险和不可预知因素太多,需要更加精细的分析和计算。
 内蒙古电网网内输电能力的提升除受限于网架结构的硬件条件外,还与华北电网整体潮流分布的边界条件相关。齐军深知边界条件对于内蒙古电网输电能力提升的巨大意义,为了使上报华北的计算结果在确保安全性的基础上无限接近于阈值,他多次赴华北就特高压长南线潮流定额和山东电网送受电方式进行协调和沟通,确保本次计算获得最佳的条件。计算小组从2月开始加班加点工作到6月,在此期间既要做好疫情防控,又要保障调度安全、电网安全,下班时间到了大家都不肯回去休息,只简单地吃几口就回到办公室讨论最佳的计算方式。4个月后,经过多轮的讨论汇报和反复计算修正,终于完成了13个报告和一个请示文件,仅其中的一个报告就有213页,打印出来的总报告码起来有一尺多高。
 终于,在2020年6月,华北网调通过了内蒙古电网上报的核算数据:“呼丰、呼包断面极限输送能力可由目前的600、400万千瓦最高提升至820、520万千瓦。”这就是说,在电网不增加投资的情况下大幅提升了呼丰、呼包断面送电能力,作用至少相当于新建一条500千伏线路,经济社会效益显著。
 在今年3月举行的内蒙古电网黑启动试验,同样需要提前开展大量周密的仿真计算、分析论证和模型测试等准备工作。自2018年提出试验思路,开展理论研究,多次组织审查和仿真计算,最终形成了13个执行方案、测试方案和仿真计算报告,有力地支撑了试验的一次性成功。

 为电网安全绿色发展耕耘不辍

 毕业于西安交通大学的齐军在大学时代便加入了党组织,工作16年来,他始终铭记着西交人恪守的校训——精勤求学、敦笃励志、果毅励行、忠恕任事,也时刻铭记着一名共产党员的责任和使命。“我们肩负的责任重大!要保障电网安全、保障公司安全,不可能睡一个安心觉。”很多个深夜或凌晨,他都会收到调度员的电话咨询,为了这张大电网,一直悬着心耕耘不辍。工作多年来,他结合具体工作及时对自己的理论研究和技术实践进行总结,推动工作不断进步,先后发表科技论文42篇,其中英文期刊3篇,英文国际会议7篇,SCI检索4篇,EI检索18篇。获得发明专利4项,申报受理发明专利6项,登记软件著作权3项。2014年,他代表公司赴美国华盛顿参加了国际电力行业级别最高和最具影响的学术会议——国际电气电子工程师学会电力和能源分会2014年学术年会。2016年以来,他参与了4项国家和行业标准的制定或修订,特别是2018-2019年,全程参与了电力系统行业最高级别、最高权威的强制性国家标准GB 38755-2019《电力系统安全稳定导则》修订工作,为中国电力系统的安全稳定发展贡献了内蒙古经验和智慧。
 平时他寡言少语,工作时却滔滔不绝,目中灼灼有光。多年来,他先后完成了17项内蒙古电力公司科技项目,积极参与了国家科技部能源领域国家科技支撑计划,探索新能源消纳新技术和电力系统灵活性改造新技术。2020年,他参与的《高比例可再生能源电力系统灵活性评估与优化理论及其应用》再获中国电力科学技术进步二等奖,再为公司创新发展、绿色发展增光添彩。今年,一个可以广泛适用于“三北”地区、应用前景广阔的项目即将瓜熟蒂落:由齐军参与完成的国家科技部2015年国家重大科技支撑项目《基于热电解耦的风电消纳技术研究及示范》正在评选2020年度内蒙古自治区科技进步奖,后续该项技术还将向国家技术发明奖发起冲击。该项技术可以在冬季供热期更加有效地提升电网对新能源的消纳能力,2019-2020年供暖季,减少查干风电场弃风电量164.58万千瓦,增加该风电场利用小时数32.9小时。
 千里之行,始于足下。眼前的每一步,正是铺就未来的每一块基石。内蒙古电网的新能源研究尚处全国前列,他和团队正在进行《内蒙古电网系统惯量与调频能力实时在线监测及频率安全预警系统》研发和攻关,为“十四五”后期公司取得重大成果做好项目储备。展望未来,齐军认为,面对电力系统全面升级的历史机遇和构建以新能源为主体的新型电力系统的使命,调度人要提升电力系统认知能力和认知体系,开展新型电力系统稳定机理认知与分析基础理论研究,加快电力系统全电磁暂态多尺度认知平台的建设,深化“双高”电力系统稳定特性认知研究,需要与国内知名高校、行业顶尖科研机构开展深入的前瞻性合作。
 在国家和自治区迫切的能源转型需求面前,调度人始终面临着电网如何进行更加高效的能源配置和电源结构优化的问题。同时,新能源的大量接入也在动态改变着电网运行方式和状态,给电网安全运行带来严峻挑战,齐军需要做的、想要做的,还有很多。



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