葉儉，國家電網(wǎng)有限公司國家電力調度控制中心系統(tǒng)運行處一名普通員工。她的工作說起來只有六個字：分析、計算、判斷。她的工作對象是全球規(guī)模最大、運行最復雜的電網(wǎng)，工作內容則是這張網(wǎng)的安全運行和特性研究。
從2008年參與第一條特高壓線路系統(tǒng)計算開始，葉儉用十年時間逐步掌握了國家電網(wǎng)的運行特性，用自己過硬的計算分析功底，為保障高速發(fā)展中的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行作出貢獻。
安全：每次說“可以”或“行”的時候壓力最大
國家電力調度控制中心是國家電網(wǎng)最高一級調度機構，負責國家電網(wǎng)調度運行工作的組織、指揮、協(xié)調和指導。系統(tǒng)運行處承擔著國家電網(wǎng)特性研究與計算分析、制定跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)運行方式與控制策略的職責，發(fā)揮著保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要作用。如果把電力看作車流，把電網(wǎng)當成公路網(wǎng)的話，系統(tǒng)運行處的工作就是制定“交通規(guī)則”。
這些“交通規(guī)則”就是葉儉每年都要參加編寫的《特高壓互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定及無功電壓調度運行規(guī)定》，是全球最大最復雜電網(wǎng)的“使用說明書”。
“這本運行手冊主要是告訴調度人員，每一條線路安全穩(wěn)定運行的邊界在哪里。”葉儉告訴記者，工作中時常會遇到同事詢問線路能夠承受的極限輸送功率，“每次回答‘可以’或者‘行’的時候，我的壓力最大。雖然之前已經(jīng)通過仿真系統(tǒng)反復計算分析，但結果是否可靠還要經(jīng)過實踐檢驗。”
每增加一條線路，電網(wǎng)運行方式都會發(fā)生改變。特高壓線路輸送容量大，對電網(wǎng)運行方式的影響尤為明顯。從2008年第一條特高壓線路系統(tǒng)調試就開始參與工作的葉儉對此感觸最深：“我們會做大量仿真計算，來確保系統(tǒng)發(fā)生故障時，電力能夠持續(xù)可靠供應。”
2008～2018年，國家電網(wǎng)并網(wǎng)總裝機規(guī)模從6億千瓦變成了14億千瓦，7回跨區(qū)直流（無特高壓直流）變成了23回跨區(qū)直流（11回特高壓直流），單個直流額定輸送功率由300萬千瓦提升至1200萬千瓦。
與電網(wǎng)規(guī)模大幅增長對應的是電網(wǎng)運行仿真計算量的翻倍增長。2009年，電網(wǎng)運行方式仿真計算量單機所需時間5000小時，每次集中12家省級以上調度機構分析人員35人。這組數(shù)字到2019年已經(jīng)變成單機仿真計算時間15萬個小時，每次集中35家省級以上調度機構的分析人員上百名。
除了規(guī)模不斷擴大，電網(wǎng)運行方式的復雜程度也給葉儉的工作帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。
“現(xiàn)在國家電網(wǎng)的規(guī)模和復雜程度，在世界范圍內都是絕無僅有的。”國調中心系統(tǒng)運行處處長于釗如此形容葉儉的工作難度。
葉儉和她所在的團隊不斷創(chuàng)新解決問題的方式方法：首次提出特高壓交流聯(lián)絡線功率波動對無功電壓控制影響的工程實用算法，首次發(fā)現(xiàn)特高壓直流引起的暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)過電壓問題，首次發(fā)現(xiàn)多直流換向失敗對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響并提出解決方案……一個個“首次”累積出公司在特高壓運行與控制方面的世界領先地位。
“國家電網(wǎng)運行現(xiàn)在已經(jīng)進入‘無人區(qū)’。”于釗告訴記者，沒有借鑒沒有參考，這些解決方案都是葉儉和團隊在實踐中反復摸索總結而來的。
消除任何影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的因素是葉儉的日常工作之一。
2010年7月14日，三峽電廠（裝機容量2240萬千瓦）總出力達到1780萬千瓦的時候，三峽機組及近區(qū)交流電網(wǎng)發(fā)生了不同程度的功率波動。當時水庫蓄水的水位已經(jīng)達到滿發(fā)標準，電廠的滿出力發(fā)電意愿十分迫切。
“隨著三峽總出力增大，功率波動幅度不斷增大，我們非常擔心三峽滿發(fā)之后會出現(xiàn)低頻振蕩，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生破壞性影響，必須及時排查出引發(fā)功率波動的關鍵因素。”連續(xù)三周，經(jīng)常奮戰(zhàn)到凌晨四五點，葉儉終于找到了引發(fā)功率波動的原因，并通過技術措施成功抑制了功率波動，保證了當年三峽電廠滿功率運行。
“做完這些，我才能夠說三峽電廠可以滿功率運行了。”葉儉說“可以”的時候，底氣很足。從那時候到現(xiàn)在，每年豐水期，三峽都能平穩(wěn)滿功率運行。
計算、分析、判斷，在單調枯燥的循環(huán)里，葉儉也從最初參與計算的普通工作人員逐步成長為特高壓電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析工作的主要力量。
這些年來，葉儉作為主要計算負責人，組織了公司、分部、省公司三級調度上百名專業(yè)技術人員，累計完成仿真算例超兩百萬次，統(tǒng)籌制訂數(shù)十項運行管理規(guī)程規(guī)定共計10萬余字，準確把握電網(wǎng)實際特性，保障特高壓電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
綠色：大量計算分析讓電網(wǎng)接納更多新能源
目前我國并網(wǎng)新能源發(fā)電裝機規(guī)模超過3億千瓦，而且每年都在高速增長。大量新能源并網(wǎng)給葉儉的日常工作提出了新的課題。
“新能源并網(wǎng)消納，不是這頭發(fā)電并網(wǎng)，那頭客戶使用，就能夠順利消納這么簡單。新能源有自己的發(fā)電特性，想要讓它們順利融入大電網(wǎng)，要做大量的電網(wǎng)運行分析和控制策略調整，可以說是牽一發(fā)而動全身。”葉儉說。
2015年，新疆哈密山北地區(qū)風機產(chǎn)生的次同步諧波引起300千米外3臺66萬千瓦火電機組脫網(wǎng)事件，葉儉記憶猶新。
“我們對新事物的認識是有個過程的。”葉儉分析道，一開始新能源并網(wǎng)基本參考的都是國外的一些標準，但是這些標準卻不一定適用于我國電力系統(tǒng)，比如國外很少有像我國這樣上百萬千瓦級的新能源基地，“這就造成了前幾年新能源并網(wǎng)尤其是風電并網(wǎng)，一出現(xiàn)擾動就脫網(wǎng)的情況。”
問題處理起來并不輕松。新疆風機引起機組脫網(wǎng)事件之后，葉儉和同事們馬上著手分析研究，并布防了安控系統(tǒng)來保障電網(wǎng)安全運行。
“根本還是由于風機并網(wǎng)產(chǎn)生了新的穩(wěn)定問題。”葉儉表示，安控系統(tǒng)只能解決燃眉之急，并不能治本。
在展開新疆哈密風電場數(shù)據(jù)搜集和機理研究工作的同時，葉儉還和同事對風電裝機密集的甘肅酒泉地區(qū)約700萬千瓦風電場進行了長達兩年的監(jiān)測，得到了大量一手數(shù)據(jù)。
“我們通過改造風電的控制參數(shù)，解決了類似于新疆哈密地區(qū)風電上網(wǎng)次同步諧波帶來的脫網(wǎng)問題，同時還對甘肅酒泉地區(qū)的風電場進行了高穿改造，有效提高了風電場的耐頻耐壓能力，并根據(jù)實際情況提出了適應于我國大規(guī)模新能源基地風電場、光伏發(fā)電廠并網(wǎng)標準。”葉儉表示。
經(jīng)過改造，甘肅酒泉地區(qū)風電的棄電率下降了4個百分點左右。
2018年年初，葉儉還針對冀北、蒙東、新疆等地區(qū)局部斷面存在新能源送出卡口的問題，組織相關單位梳理新能源送出卡口情況。在采取細化運行方式安排、優(yōu)化新能源模型等措施后，他們將上述地區(qū)9個新能源外送斷面輸電能力總計提升226萬千瓦。
通過多項新能源消納措施，新能源的棄電率已經(jīng)從幾年前的16%降至2018年的5.8%。
“2019年，公司的目標是將新能源的棄電率控制在5%之內，在每年新增幾千萬千瓦新能源裝機的基礎上，這是一個全新的挑戰(zhàn)。”葉儉又開始了自己的計算分析。
信息來源：國家電網(wǎng)報
