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（以下簡稱UPFC）的功勞，這個具有‘紅綠燈’式的智能調(diào)節(jié)設施，已經(jīng)穩(wěn)定“護航”南京電網(wǎng)984天。

　　2015年12月11日，國家電網(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。這是我國首個自主知識產(chǎn)權的UPFC工程，也是國際上首個使用模塊化多電平換流（MMC）技術的UPFC工程。它由我國自主研發(fā)、設計與建設,標志著我國在柔性交流輸電領域已經(jīng)走在世界前列。

　　從備受矚目登上世界電力科技之巔，到默默無聞時刻精準調(diào)節(jié)電網(wǎng)潮流，南京UPFC在過去近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航。

　　破解世界難題解決電網(wǎng)“擁堵”

　　“對城市電網(wǎng)中電能的流量、流向進行靈活控制，一直是世界性難題?！y(tǒng)一潮流控制器’工程投運后，可以通過‘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，減少損耗，實現(xiàn)運行更經(jīng)濟?！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）用電負荷占全市近三分之一。2013年，西環(huán)網(wǎng)最高負荷同比增長15.4%，增加30.9萬千瓦，致使線路負荷加重，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、下關一帶）負載率超過81.3%。

　　大城市的電力線路就和地面道路一樣，形象地說就是，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”的辦法是更換大導線或新建線路。“對南京西環(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‘無地自容’。建地下輸電管廊則更困難，不僅投資巨大，而且耗時長?！蹦暇┕╇姽靖笨偨?jīng)理沈培鋒做出了這樣的解釋。

　　2014年，UPFC工程被國家電網(wǎng)公司確立為重大科技示范工程，次年6月全面開工建設，投資2.2億元。在保持南京現(xiàn)有網(wǎng)架結構不變、不新建輸電通道的前提下，通過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)科學測算，UPFC提升了南京西環(huán)網(wǎng)供電能力30%，約60萬千瓦，年增供電量約25億千瓦時，可替代一條投資10億元以上的220千伏線路，實現(xiàn)節(jié)約土地360畝。

　　“UPFC工程利用的其實是歐姆定律。”國網(wǎng)江蘇電科院總工李群告訴記者，“電力導線存在電阻，電阻阻礙的是電流，就如同道路不平則車速慢一樣。想要使通過的電流增多，就必須增大電壓。”

　　通過UPFC，可以在220千伏線路上施加最大不超過26.5千伏的電壓，并確保穩(wěn)定在上下10%的安全波動范圍內(nèi)。電壓越大，通過電流越多，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500至600兆瓦的有功潮流！

　　在迎峰度夏、度冬等關鍵時期，該裝置有效避免了核心線路越限及拉閘限電損失，解決了投運初期西環(huán)網(wǎng)“北緊南松”及中、遠期“南緊北松”的潮流失衡問題，使得西環(huán)網(wǎng)潮流分布得更加均衡，大大增強了南京電網(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30萬千瓦的機組失電，減少出力24萬千瓦。UPFC自動保護閉鎖，北通道潮流從50萬千瓦降到27萬千瓦，避免了故障大電流穿越線路造成的線路過負荷和設備損壞。

　　2017年7月27日，南京電網(wǎng)用電負荷達1129.28萬千瓦，創(chuàng)歷史新高，同時造成了局部地區(qū)供電緊張。根據(jù)調(diào)度指令，南京供電公司通過UPFC將南京220千伏西環(huán)網(wǎng)北通道潮流由25萬千瓦升至45萬千瓦，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)）的過負荷，全市供電平穩(wěn)。

　　不斷創(chuàng)新突破形成行業(yè)標準

　　“UPFC的投運為公司提供了優(yōu)秀的電網(wǎng)發(fā)展和人才培養(yǎng)平臺。”陳剛表示，“憑借這樣的平臺，我們更有責任和動力不斷推進科技創(chuàng)新，精益求精?！?/p>

　　正如所說，南京西環(huán)網(wǎng)UPFC投運以來，從巡視等常規(guī)工作到技術研究，創(chuàng)新和改進在這片科研“沃土”上從未止歇。

　　“我們不能接受任何一條潛在風險，哪怕是疑似?！边\維團隊成員楊光說，“運行近千天，UPFC共進行大大小小的檢修10次，每一次都是我們發(fā)現(xiàn)問題、改進問題的絕佳機會。”在團隊成員的堅持下，裝置廠家人員從通訊故障、程序代碼問題及繼電器抖動等各個方面進行了深度排查，結合周期檢修最終實施了裝置本體的改造升級。

　　除了在巡視等日常維護中不斷改進，運維團隊還力求在更深的層面開展創(chuàng)新。在運維過程中，團隊成員發(fā)明出一種高靈敏異形驗電器接觸頭，解決了UPFC帶電設備常規(guī)驗電器不發(fā)聲現(xiàn)象，并獲得專利授權。

　　南京220千伏UPFC近1000天的實際運行，為全省積累了寶貴的運維經(jīng)驗，也令南京UPFC的管理規(guī)范成為了行業(yè)標準。經(jīng)中國電機工程學會組織鑒定認為：“成果整體達到國際領先水平”。全省共出版相關中文專著3部、英文專著1部（“Unifiedpowerflowcontrollertechnologyandapplication”，Elsevier出版社）。項目形成國網(wǎng)企業(yè)標準10項，獲批成立IEC、IEEE標準工作組，主導編制UPFC系列國際標準4項。這些成果對蘇州500千伏UPFC工程等國家電網(wǎng)公司日后UPFC工程建設及運維起到了重要指導作用。

　　UPFC同樣成為了交流學習之所。截至目前，共接待社會各界參觀學習186批次、共3100余人，其中包括美國國家工程院院士、葡萄牙國家電網(wǎng)首席運營官及各大高校師生等。IEEE輸配電委員會主席Daniel對此給予高度評價：“FACTS（即：靈活交流輸電系統(tǒng)）技術發(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踐參考”、“可促進新一代UPFC技術的國際化推廣應用”。