——±800千伏孤岛运行满负荷试验在南方电网获得成功

●依托云广直流工程，历时两年半，完成6阶段、57项试验，南网自主创新攻克了“特高压直流孤岛运行”关键难题，标志着南网驾驭大电网安全运行水平获重大突破，并将增加云电外送能力70万千瓦

●云广直流将有望在迎峰度夏前转为孤岛运行方式
 

　　文/中国南方电网有限责任公司 杜远远张雯 肖前

±800千伏孤岛运行试验成功

历时两年，完成57项试验，增加云电外送能力70万千瓦

“安全稳定控制装置正确动作!孤岛电压稳定，频率稳定!”3月30日21时30分，南网总调传来消息：楚雄换流站、小湾电厂、金安桥电厂设备运行正常，持续6个小时的云广直流孤岛运行满负荷试验取得圆满成功，楚雄换流站内现场调试人员以及送受端参与调试的近千人都同时松了一口气。

据了解，这是世界上首次开展的千伏电压等级孤岛运行满负荷试验。专家介绍，孤岛运行方式是在直流系统送端与若干电厂形成相对独立的“孤岛”系统，即与大电网交流系统不联网、直接通过直流系统将电力送往受端。采用孤岛运行方式，可有效减少直流系统故障对主网的影响，提高南方电网的安全稳定水平，同时增加云电外送现有输电通道能力70万千瓦，对消纳云南富余水电有重要意义。

早在2005年规划设计云广直流工程时，南方电网就着手开展直流孤岛运行方式的研究。在此基础上，由南网科研院组织科技攻关团队，联合南网总调、超高压公司以及小湾、金安桥电厂等单位，开展了直流孤岛运行方式调试，历时2年半，6个阶段、57项试验，攻克了过电压、机网协调、系统稳定等关键难题，基本掌握了直流孤岛运行的核心技术。

云广直流孤岛调试协调小组组长、公司总工程师许超英说，此次试验在基建、生产、科研等多方位配合下完成，表明公司整体实力在增强，尤其在“电网安全稳定运行与控制技术、电网经济运行技术、系统及设备集成应用”三大核心技术取得突破。业内专家表示，试验的成功，展现了南方电网自主科技创新的水平，为即将投产的溪洛渡、糥扎渡直流工程运行和特高压直流电网发展提供了宝贵经验，也为能源远距离大容量输送提供了一条有效可行的方式选择，标志着我国电力工业技术与管理达到新的水平。

据南网总调有关负责人介绍，目前相关单位正紧锣密鼓地做着方式启动前的准备工作，迎峰度夏期间云广直流有望转入孤岛运行。

孤岛运行破局背后

试验成功标志着南方电网自主科技创新水平又上一个台阶

“±800千伏云广直流工程如同一朵玫瑰花，价值大、但娇嫩。实现孤岛运行，意味着这朵玫瑰花将更加耐受严酷工况。”在南网科研院“特高压直流孤岛运行”科研团队看来，云广直流，这朵南网人浇灌出来的玫瑰花，从工艺品变为日用品，不再是娇弱的，而是能够耐受严酷工况。

化解电网运行头号风险

“世界上结构最复杂、联系最紧密、科技含量最高的电网”，这个独一无二的标签，令南网人自豪和骄傲。但这是把双刃剑：交直流混合运行、远距离、大容量输电，其中潜在着巨大的运行风险。

“在刀尖上跳舞”，公司调度系统的一位专家这样形容。

当前电网运行最担心的是什么?“最怕直流满功率双极闭锁和多回直流同时闭锁或换相失败，相当于一条或几条高速公路突然封闭，整个主网架都会动荡甚至崩溃。”“其中，楚穗直流大负荷双极闭锁导致的运行风险首当其冲。”中国工程院院士李立浧说，孤岛运行方式最大的价值恰是化解这第一大风险。

《南方电网中长期发展战略》指出，提高驾驭复杂大电网的能力，保持大电网的安全稳定运行是南方电网客观存在并将长期面对的主要挑战。特别是“两渡”直流工程投运后，广东直流落点增至7回，多直流换相失败等事件对电网的冲击更加严重。

相关研究证明，实现孤岛运行方式，直流闭锁仅造成主网频率略有降低，不会造成主网频率稳定问题，更不会造成系统暂稳或动稳问题。因此云广±800千伏直流孤岛运行是化解云广±800千伏直流投运后带来的电网运行风险的有效措施之一。

一年至少多送17亿度

据了解，目前云广±800千伏直流联网运行时，与云广±800千伏直流并联运行的交流通道需要空出一定的输电裕度，用于承接直流单极闭锁故障时转移到交流通道的潮流。

“N-1，是我们调度必须要守住的底线。”南网总调方式处处长黄河解释说，始终要在新的网络接线下，满足N-1的电网控制条件，否则发生事故没有缓冲空间，就会酿成类似印度大停电的悲剧。比如云南，电力外送交流通道最高只能送400万千瓦，留足了几十万千瓦的裕度，这是要死守的，哪怕水再多，必须要确保潮流异常波动时，送电功率不会超过断面极限。

据黄河介绍，采用孤岛运行方式，不占用交流通道裕度，突破了云南电力外送输电极限的约束，在夏天丰水期，可以增加云南水电外送70万至80万千瓦。

李立浧院士为此算了笔经济账：“西电东送能力提高70到80万千瓦，仅在迎峰度夏期间满负荷运行三个月，一年就多送17亿千瓦时，明后两年每年可多送21亿千瓦时。”

“从社会效益来说，吸纳了云南富余的水电，更多的电送至广东，减少了广东火电机组的出力，也就是减少了碳排放，这对于落实国家节能减排政策，保护环境具有重要意义。”

为能源远距离输送增多了选择

据了解，南方电网早在2005年规划设计云广工程时，就提出了送端侧联网和孤岛两种方式均为正常运行方式，并着手开展直流孤岛运行方式的研究，针对送端孤岛运行方式开展了潮流稳定计算、过电压计算及控制保护策略研究，在直流孤岛运行方式稳定机理、稳控措施、过电压特性及抑制措施、机网协调等方面的研究取得了突破。

自2010年10月17日起，云广工程孤岛运行方式现场调试共进行了6个阶段试验，采取了直流功率从100万千瓦至500万千瓦逐步增加的积极稳妥策略。为了减少调试对电网安全及云电外送的影响，每次试验基本都选择利用周末完成。

南网科研院系统研究所所长洪潮说：“3月29日到31日，我们进行了15项试验，我们认为这些试验都非常成功，孤岛系统可以非常好地抗击故障和扰动，很快进入平稳状态，为今后的运行提供了非常好的基础。试验反过来证明我们之前做的每一项计算都是非常准确的。”

“最重要的是，南方电网自主科技创新水平又上一个台阶，这对于我国电力工业技术与管理具有里程碑的意义。即将投产的糯扎渡、溪洛渡直流工程明确提出将孤岛运行作为正常运行方式。”公司总工程师许超英评价说。

孤岛双极闭锁最难熬

3月30日，周末，云广直流双极四阀组孤岛运行第六阶段(500万千瓦)验证试验的第二天，楚雄换流站主控室内，各类技术人员一片忙碌，大屏幕上各类数据、图表频频变化，调度口令声此起彼伏。

“注意拷屏、记录……把录波器图保存下来，好与我们的设计图对一对……”调试现场指挥、南网科研院系统所所长洪潮不时吩咐科研人员。这是他自2010年10月以来，第12次带领科研人员来这里做试验了。

孤岛运行调试涉及大量极其复杂的技术，云广直流工程额定功率大，且送端换流站远离电源，调试难度更大。许多次试验充满了波折，特别是第一、第四阶段惊心动魄，确保试验过程中不引发孤岛系统及其设备安全方面的问题，必须担当高度的责任。

直流电压阶跃响应、直流功率阶跃响应……一个个项目在顺利开展，主控室忙而有序——

科研人员在与穗东换流站电话“互动”：“杨博士，你们那里准备好了吗?”

运行人员指挥操作：“开始了，5、4、3、2、1!”

“14：25：56，投入滤波器595”，“14：28：16，投入滤波器591”，“14：31：19，合上5402，完成合环，直流功率到410万千瓦”……似呼应“吱吱”的电流，随着主控大厅屏幕上跳动的让人眼花缭乱的数字和曲线，科研人员飞速记录着电网运行的每一刻。

当日18:33：20，最紧张的时刻到来，云广直流孤岛双极闭锁试验开始，系统损失有功500万千瓦，气氛更加凝重、严肃了。

“5071、5072转为热备用状态”……系统频率由50.03赫兹最低降至49.77赫兹，孤岛系统与主网始终保持稳定运行，19:05，孤岛系统并入主网。从广州到楚雄、从网到厂以及分布在“西电东送”沿线的关键站点，上千名人员关注着……

两小时后，总调传来消息：云南楚雄换流站、小湾电站、金安桥电站设备运行正常，试验取得成功。

握手、拥抱、欢呼……一直都在现场的南网科研院院长饶宏高兴地说：“这是我们继世界上首条±800千伏特高压直流工程投运后，又一件值得载入电力史册的大事。”