《南京日报》:20毫秒排障,力保国家电网“不停电”

---两位院士领衔治理电网疑难杂症

发布时间:2017-03-10 文章来源:南瑞

        南京科技创新资源丰富,累计拥有重点实验室91家,其中“国字号”的就有31家,为我市集聚创新要素、加快经济转型、提升城市综合竞争力提供了有力支撑。这些国家重点实验室究竟是干什么的?里面藏着哪些宝贝?和我们的生活有什么关系?本报今起推出“走进南京国家重点实验室”栏目,带您一起去探秘。
        我国电网规模居世界首位,总长度加起来能绕地球好几十圈。可一旦故障不能及时解决,就可能造成电网的大规模瘫痪,数以亿计居民停电。
        在诚信大道19号南京南瑞集团公司,有个神秘的国家重点实验室,两位院士领衔的100多个顶级专家,专门负责把脉并治疗电网系统中的各种疑难杂症,多项技术世界第一,不仅可以自动发现电网故障,还能在20毫秒内处理完毕,保障整个国家大电网“不停电”。
        两位院士任掌门,112位电力顶级人才加盟
        3栋蓝灰相间的建筑一字排开,这个名为“智能电网保护和运行控制”的国家重点实验室外表看起来十分普通,但随处可见的闪烁着红色和绿色指示灯的设备,为这里增添了神秘气息。
        实验室研究员曹团结说,作为一家国家重点实验室,这里的宝贝可不少。有一台小火车车厢大小的设备,全国整个电网行业就这一台,可以测试150℃高温、零下70℃低温以及湿度和震动“大跳水”环境下设备的使用情况。每次测试需要花整整3天72小时,只要通过它的“魔鬼”考验,这些设备拿到地球上任何一处都能安全稳定运行。
        据介绍,实验室涵盖五大研究实验平台,包括电网保护与运行控制中的继电保护、安全稳定、智能调度和变电站自动化等。固定的科研人员112名,全都是电力系统挑选出来的顶级人才,领衔的两位首席专家是中国工程院院士薛禹胜和沈国荣。
        创造解决电网故障的世界第一速度
        这个国家重点实验室虽然正式获批才一年半,但不少技术已是世界第一。
        曹团结介绍,全国电网这么大,其实都是连在一起的,就像一张网一样,以方便科学调度电力资源。但缺点是,一旦发生故障,必须立即解决,否则会对整个电网造成危害。2012年印度8亿人大停电,2003年美国和加拿大几千万人陷入黑暗,都是因为电网故障没有及时解决。而我们的国家电网系统,正是有了这个国家重点实验室专家精心研制的3道保护系统,至今未发生任何大面积停电事故。
        3道保护防线,第一道是保护加快速切除,一旦发生故障,系统可以自动捕捉,并快速将故障电网从整个大电网中切除,就像自来水管那样,将故障的两头关上,从而保障大电网的安全。目前“治疗”速度已控制在20毫秒,这也是目前世界解决电网故障的最快速度。第二道防线是,如果故障不能自动切除,系统会自动调整供给侧平衡,通过少发电或者少用电,保证电网安全。如果前两道防线都不“管用”,发电和用电没法平衡,整个电网系统就会震荡。这也是电网崩盘的前兆,就需要用到实验室的秘密武器——“第三道防线”,即迅速将整个大电网裂解成若干小电网,通过稳定局部小电网,来保障大电网平稳安全。幸运的是,由于第一道防线堪称完美,尽管一年有几十万次电网故障,但都被第一道防线成功阻挡。
        为清洁电源扩容提前研制新式武器
        “十二五”期间,我国电网新建线路长度可以绕地球3圈还多。大密度的电网建设,考验着整个电网的安全稳定以及高效率运行。曹团结说,目前,实验室的专家们正在攻关,为远在北京的国家电力调度控制中心提供智慧大脑。
        今年,作为国家重点实验室的子实验室,交直流电网系统保护实验室也将在宁开建。此外,国家计划加大清洁电源的使用,目前占比不到10%的风力、太阳能等清洁电源将扩容。与传统火力和水力发电相比,这种清洁电源受天气影响较大,发电不稳定。专家们正在提前研制新式武器,保障清洁能源扩容后整个大电网的供需平衡。比如,和天气预报结合,对清洁能源的发电功率提前研判等。