近年来,我国电网规模和复杂程度已达世界之最,但潮流分布不均大大制约了电网供电能力,发电调节、负荷转移等传统潮流控制手段速度慢、效果差,在某些场合无法满足潮流快速、灵活、精准控制的实际需求。
统一潮流控制器(UPFC)是功能强大的柔性交流输电装备,可实现潮流的快速、灵活、精准控制。但UPFC技术的拓扑结构复杂,技术研发难度大。长期以来,全球UPFC技术和市场被美国企业独家垄断。
自2006年开始,在国家电网有限公司重大科技示范工程等项目支持下,国网江苏省电力有限公司电力科学研究院组织团队牵头开展了UPFC技术攻关。
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实现UPFC技术从无到有的突破需要做好从基础研究、关键核心技术突破到综合示范的全链条布局,这离不开技术、标准和产业的协同创新。通过分析UPFC在电网中应用推广的标准化需求,我们创建了新一代UPFC整体技术架构。在技术攻关过程中,我们及时将重大成果转化形成标准提案,开展标准研制,并在装备研制、工程建设中检验和优化技术创新及标准研制内容,反复迭代,促进了UPFC技术和标准水平的持续提升。
历时10余年,我们在国际上首创了模块化多电平的新一代UPFC技术,研制了《统一潮流控制器工程设计导则》等10项企业标准,实现了UPFC技术在国内的应用推广,建成南京西环网UPFC等工程。
新一代UPFC技术代表了当前潮流控制的最高技术水平,具有国际推广前景。然而,技术在国际推广过程中遇到一系列问题,诸如国外同行对模块化多电平UPFC技术的原理、结构、特点和应用情况不了解;先进技术的国际推广应用需要配套的国际标准,但新一代UPFC的国际应用无相关国际标准可遵循;智能装备相关的国际标准编制形成统一意见难度大等。
为此,我们编写了相关英文专著,由国际知名的出版机构爱思唯尔出版发行。专著的发行增强了新一代UPFC技术的国际影响力。同时,我们借助国际电工委员会(IEC)、国际电气和电子工程师协会(IEEE)举办了9场新一代UPFC技术的国际研讨会与专题报告会,向各国与会代表介绍了新一代UPFC技术的特点和应用成效,获得了广泛共识。我们还基于新一代UPFC技术,在IEC、IEEE牵头成立了UPFC标准工作组,主导编制IEC标准2项、IEEE标准4项,将我国自主知识产权UPFC技术原则推向国际,助力我国先进UPFC技术、标准和装备“走出去”目标实现。依托标准研制的UPFC技术产品已在全国25个省份的电网投用,并出口至北美、东南亚。