今年，南京遭遇持續(xù)高溫，但供電總體安全平穩(wěn)，這其中就有南京鐵北220千伏變電站統(tǒng)一潮流控制器（以下簡(jiǎn)稱UPFC）的功勞，這個(gè)具有‘紅綠燈’式的智能調(diào)節(jié)設(shè)施，已經(jīng)穩(wěn)定“護(hù)航”南京電網(wǎng)984天。
2015年12月11日，國(guó)家電網(wǎng)重大科技示范工程、江蘇南京220千伏西環(huán)網(wǎng)UPFC工程投運(yùn)。這是我國(guó)首個(gè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的UPFC工程，也是國(guó)際上首個(gè)使用模塊化多電平換流（MMC）技術(shù)的UPFC工程。它由我國(guó)自主研發(fā)、設(shè)計(jì)與建設(shè),標(biāo)志著我國(guó)在柔性交流輸電領(lǐng)域已經(jīng)走在世界前列。
從備受矚目登上世界電力科技之巔，到默默無(wú)聞時(shí)刻精準(zhǔn)調(diào)節(jié)電網(wǎng)潮流，南京UPFC在過(guò)去近1000天中，始終穩(wěn)定“在線”，為南京電網(wǎng)優(yōu)質(zhì)高效供電全程保駕護(hù)航。
破解世界難題解決電網(wǎng)“擁堵”
“對(duì)城市電網(wǎng)中電能的流量、流向進(jìn)行靈活控制，一直是世界性難題?！y(tǒng)一潮流控制器’工程投運(yùn)后，可以通過(guò)‘紅綠燈’式的智能調(diào)節(jié)，控制電流的流向和流量，讓電流高效流動(dòng)，減少損耗，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行更經(jīng)濟(jì)?！苯K省電力公司副總經(jīng)理、南京供電公司總經(jīng)理陳剛這樣形容。
作為南京的負(fù)荷中心，220千伏西環(huán)網(wǎng)（即：鼓樓區(qū)中央門至建鄴區(qū)河西一帶）用電負(fù)荷占全市近三分之一。2013年，西環(huán)網(wǎng)最高負(fù)荷同比增長(zhǎng)15.4%，增加30.9萬(wàn)千瓦，致使線路負(fù)荷加重，出現(xiàn)“擁堵”現(xiàn)象，其北部輸電通道（即：220千伏曉中、曉下線，主要供電范圍為中央門、下關(guān)一帶）負(fù)載率超過(guò)81.3%。
大城市的電力線路就和地面道路一樣，形象地說(shuō)就是，有的線路“吃不飽”，有的線路“快撐爆”。傳統(tǒng)解決輸電通道“擁堵”的辦法是更換大導(dǎo)線或新建線路。“對(duì)南京西環(huán)網(wǎng)而言，前者需要停電顯然不行。而后者也是行不通的，假如增加一條空中輸電線，需投資10億元以上，但即使有錢，新線路在本就擁擠不堪的城市中已‘無(wú)地自容’。建地下輸電管廊則更困難，不僅投資巨大，而且耗時(shí)長(zhǎng)?！蹦暇┕╇姽靖笨偨?jīng)理沈培鋒做出了這樣的解釋。
2014年，UPFC工程被國(guó)家電網(wǎng)公司確立為重大科技示范工程，次年6月全面開(kāi)工建設(shè)，投資2.2億元。在保持南京現(xiàn)有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)不變、不新建輸電通道的前提下，通過(guò)UPFC工程解決西環(huán)網(wǎng)潮流分布不均、供電能力不足等痼疾。經(jīng)科學(xué)測(cè)算，UPFC提升了南京西環(huán)網(wǎng)供電能力30%，約60萬(wàn)千瓦，年增供電量約25億千瓦時(shí)，可替代一條投資10億元以上的220千伏線路，實(shí)現(xiàn)節(jié)約土地360畝。
“UPFC工程利用的其實(shí)是歐姆定律?！眹?guó)網(wǎng)江蘇電科院總工李群告訴記者，“電力導(dǎo)線存在電阻，電阻阻礙的是電流，就如同道路不平則車速慢一樣。想要使通過(guò)的電流增多，就必須增大電壓?！?/p>
通過(guò)UPFC，可以在220千伏線路上施加最大不超過(guò)26.5千伏的電壓，并確保穩(wěn)定在上下10%的安全波動(dòng)范圍內(nèi)。電壓越大，通過(guò)電流越多，輸送的電功率就越大。在“四兩撥千斤”的“神功”下，這套本身只有180兆瓦容量的UPFC裝置，竟可撬動(dòng)500至600兆瓦的有功潮流！
在迎峰度夏、度冬等關(guān)鍵時(shí)期，該裝置有效避免了核心線路越限及拉閘限電損失，解決了投運(yùn)初期西環(huán)網(wǎng)“北緊南松”及中、遠(yuǎn)期“南緊北松”的潮流失衡問(wèn)題，使得西環(huán)網(wǎng)潮流分布得更加均衡，大大增強(qiáng)了南京電網(wǎng)總體安全穩(wěn)定供電能力。
2016年8月2日，華能南京電廠并網(wǎng)220千伏曉華線雷擊故障跳閘，造成華能南京電廠1臺(tái)30萬(wàn)千瓦的機(jī)組失電，減少出力24萬(wàn)千瓦。UPFC自動(dòng)保護(hù)閉鎖，北通道潮流從50萬(wàn)千瓦降到27萬(wàn)千瓦，避免了故障大電流穿越線路造成的線路過(guò)負(fù)荷和設(shè)備損壞。
2017年7月27日，南京電網(wǎng)用電負(fù)荷達(dá)1129.28萬(wàn)千瓦，創(chuàng)歷史新高，同時(shí)造成了局部地區(qū)供電緊張。根據(jù)調(diào)度指令，南京供電公司通過(guò)UPFC將南京220千伏西環(huán)網(wǎng)北通道潮流由25萬(wàn)千瓦升至45萬(wàn)千瓦，避免了南通道（即：220千伏秦濱4回線路，主要供電范圍為建鄴區(qū)河西地區(qū)）的過(guò)負(fù)荷，全市供電平穩(wěn)。
不斷創(chuàng)新突破形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
“UPFC的投運(yùn)為公司提供了優(yōu)秀的電網(wǎng)發(fā)展和人才培養(yǎng)平臺(tái)。”陳剛表示，“憑借這樣的平臺(tái)，我們更有責(zé)任和動(dòng)力不斷推進(jìn)科技創(chuàng)新，精益求精?！?/p>
正如所說(shuō)，南京西環(huán)網(wǎng)UPFC投運(yùn)以來(lái)，從巡視等常規(guī)工作到技術(shù)研究，創(chuàng)新和改進(jìn)在這片科研“沃土”上從未止歇。
“我們不能接受任何一條潛在風(fēng)險(xiǎn)，哪怕是疑似?！边\(yùn)維團(tuán)隊(duì)成員楊光說(shuō)，“運(yùn)行近千天，UPFC共進(jìn)行大大小小的檢修10次，每一次都是我們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、改進(jìn)問(wèn)題的絕佳機(jī)會(huì)?！痹趫F(tuán)隊(duì)成員的堅(jiān)持下，裝置廠家人員從通訊故障、程序代碼問(wèn)題及繼電器抖動(dòng)等各個(gè)方面進(jìn)行了深度排查，結(jié)合周期檢修最終實(shí)施了裝置本體的改造升級(jí)。
除了在巡視等日常維護(hù)中不斷改進(jìn)，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)還力求在更深的層面開(kāi)展創(chuàng)新。在運(yùn)維過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)成員發(fā)明出一種高靈敏異形驗(yàn)電器接觸頭，解決了UPFC帶電設(shè)備常規(guī)驗(yàn)電器不發(fā)聲現(xiàn)象，并獲得專利授權(quán)。
南京220千伏UPFC近1000天的實(shí)際運(yùn)行，為全省積累了寶貴的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，也令南京UPFC的管理規(guī)范成為了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)組織鑒定認(rèn)為：“成果整體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。全省共出版相關(guān)中文專著3部、英文專著1部（“Unifiedpowerflowcontrollertechnologyandapplication”，Elsevier出版社）。項(xiàng)目形成國(guó)網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)10項(xiàng)，獲批成立IEC、IEEE標(biāo)準(zhǔn)工作組，主導(dǎo)編制UPFC系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)。這些成果對(duì)蘇州500千伏UPFC工程等國(guó)家電網(wǎng)公司日后UPFC工程建設(shè)及運(yùn)維起到了重要指導(dǎo)作用。
UPFC同樣成為了交流學(xué)習(xí)之所。截至目前，共接待社會(huì)各界參觀學(xué)習(xí)186批次、共3100余人，其中包括美國(guó)國(guó)家工程院院士、葡萄牙國(guó)家電網(wǎng)首席運(yùn)營(yíng)官及各大高校師生等。IEEE輸配電委員會(huì)主席Daniel對(duì)此給予高度評(píng)價(jià)：“FACTS（即：靈活交流輸電系統(tǒng)）技術(shù)發(fā)展史上的重要里程碑”、“為電網(wǎng)提高潮流控制能力提供了重要實(shí)踐參考”、“可促進(jìn)新一代UPFC技術(shù)的國(guó)際化推廣應(yīng)用”。