西电东送

3月29日，大湾区直流背靠背广州工程(以下简称广州工程)正式投运，它与正在建设的大湾区直流背靠背东莞工程(以下简称为东莞工程)同为广东目标网架建设的重要组成部分。此系列工程建成后，将从根本上化解广东电网短路电流超标、多直流落点风险、大面积停电三大问题，显著提升广东电网电力供应和配置能力。预计2022年将支撑西电东送电量不低于1883亿千瓦时，广东省东西部电力交换能力由410万提升至1000万千瓦。

​4月30日，2022年国家电网有限公司三大重点改造工程之一——三峡近区电网优化工程投产。工程投运后，华中电网安全稳定水平进一步提升，解决了三峡近区短路电流水平偏高、电磁环网潮流穿越、电力疏散能力不足等问题，使丰水期恩施地区电力外送能力最大提升80万千瓦，湖北西电东送通道输送能力最大提升95万千瓦，鄂西丰富的清洁能源消纳力度进一步加大，可有力支撑区域“双碳”目标的落实。

本成果提出一种适用于不同尺度区域（如电网区域、省级行政区域）和时间粒度的区域碳强度核算方法，充分利用公司接入中台的数据实现省级一月度的电力碳排放因子计算，并可以推广到地市和县级单位。算法充分考虑了省间电力的交换情况，将各省发电碳排放转化为各省用电碳排放，能够反应出我国西电东送对东部沿海省份的降碳效果，以及输入、输出用电对各省碳排放的影响。该方法可以为政府部门及公司提供宏观数据参考。

新型电力系统背景下，中国未来面临着大规模能源“西电东送”的电力传输需求，需要规划与之相适应的输电模式。依据2030年后西部能源的开发规模，确定各类型电源的装机规模和地理分布，提出远期西部送端直流输电网和中东部受端超/特高压交流电网相融合的“西电东送”主干输电网结构及路线图。为适应新型电力系统安全可控、灵活高效的基本要求，构建了团块状、网格状和双环网3种基于VSC-HVDC柔性输电技术的直流组网模式，以实现西部多类型电源的互补互济，保障电力的可靠供应。分析了3种直流组网模式下主要一次设备的应用数量，计算了西部送端直流电网的系统整体可靠性指标，从设备应用数量和系统整体可靠性指标对3种模式进行了综合评估，并确定了优选方案。参考张北柔性直流电网工程，对优选方案的技术性和经济性进行了分析，进一步验证了方案的可行性。

南方电网建成“八交十直”西电东送通道，主网架交直流并联、云南异步联网，运行方式复杂多变，自然灾害频发，是世界上最复杂、发展最快的特大电网之一。为保障电网安全运行和五省区高可靠供电，迫切要求电力二次系统架构更加统一与开放，信息更加全面与集成，功能更加智能与强大。各专业建设了数量庞大的二次系统，解决了业务问题，也带来系统分散、功能重复、信息孤岛、标准化和智能化程度低等新问题。 项目提出电力二次一体化的全新技术思路。联合产学研用 20 余家单位，建设一体化电网运行智能系统（OS2）。攻克了一体化架构、统一开放平台、智能集成装置、大电网运行综合驾驶等世界性难题。本项目主要创新点①提出电力二次一体化体系架构，为构建 OS2 系统，实现电力系统发输配用各环节、网省地及厂站多层级多专业信息融合、资源共享、动态扩展奠定了基础；②提出集成虚拟化资源、平台服务族、全景建模运行数据中心、运行服务总线等的全服务化统一平台，实现了数据、画面、应用服务的贯通与共享；③研发分布式多插件和高速背板总线架构、多业务协同的智能远动机，实现了厂站端设备集成的纵向一体化业务整合与智能互动；④提出电网实时多维 KPI 体系和运行驾驶舱技术，构建了基于 KPI 监视、多主题电网全景展示、“一站式”集中操控台的人工驾驶环境，以及基于多时序多目标自动控制的自动驾驶环境。 本项目授权发明专利 62 项、实用新型专利 1 项、软著 9 项，发表论文 57 篇，完成国标 1项，参与完成国标 5 项，完成行标 1 项，参与完成行标 14 项，完成《南方电网一体化电网运行智能系统》系列企标 76 项。鉴定委员会一致认为该成果整体处于国际领先水平。二次一体化开放体系是支持大电网一体化运行的新一代基础架构，兼顾电网实时运行、综合分析、智能调控等各种需求，也符合云平台、大数据、物联网等新技术方向。开放平台激发了大众创新热情，推动了我国电力二次装备制造产业升级。

针对我国水电富集地区梯级电站上下游中标电量与发电水量不匹配导致弃水和违约等问题，借鉴巴西电力市场中长期交易模式，提出兼顾激励相容的水电富集电网中长期交易模型。该模型以个体发电效益最大和电网侧购电成本最小作为激励相容的双重目标。首先以最小出力最大为目标对水电站群进行优化调度，所得各水电站每月发电量定义为其该月保证电量，并将保证电量拆分成基础电量、省内电量和西电东送电量。然后建立各级市场交易方法，基础电量按相似来水频率的历年平均电价收购，省内电量参与两轮拍卖，西电东送电量按剩余电量比重排序依次收购，采用强化学习确定各发电商份额和电价。最后利用改进的电量再分配机制对联盟内各水电站实发电量进行再分配。云南省5个流域52座电站群实例结果表明，所提模型能有效缓解当前梯级上下游电站弃水和违约等问题，促进了水电市场合理竞争和水资源充分利用。

本成果提出一种适用于不同尺度区域（如电网区域、省级行政区域）和时间粒度的区域碳强度核算方法，充分利用公司接入中台的数据实现省级—月度的电力碳排放因子计算，并可以推广到地市和县级单位。算法充分考虑了省间电力的交换情况，将各省发电碳排放转化为各省用电碳排放，能够反应出我国西电东送对东部沿海省份的降碳效果，以及输入、输出用电对各省碳排放的影响。该方法可以为政府部门及公司提供宏观数据参考。

7月19日，金沙江苏洼龙水电站首台机组投产发电，中国大陆百万千瓦水电站再添一员。

“十二五”期间，宁夏作为国家重要能源生产和供应基地战略性地位得到了进一步明确。宁东能源化工基地作为国家级重点开发区，将进一步建设发展成为国家重要的大型煤炭基地、“西电东送”火电基地、煤化工产业基地和循环经济示范基地。国家五大发电集团均已进入宁东基地。“十二五”期间宁厦电网新增网内常规电源装机1574万千瓦、风电机组180万千瓦、光伏35万千瓦，网内装机达到3300万千瓦；建成投运±660千伏银东直流和±800千伏灵绍直流，从西北电网接受水电容量达到200万干瓦打捆外送，外送电总容量达1160万千瓦。随着宁夏电力的全面发展建设，750、330和220千伏电网规模将快速增大，电网结构将更为复杂，同时，随着宁夏国民经济和社会快速发展以及高耗能产业的恢复，宁夏电网负荷将会出现较大幅度的增长，这对电网输电能力以及负荷接纳能力提出丁新的更高要求。电网将面临短路电流超标、安全稳定隐患、输供电可靠性、电网建设和运行的经济性等请多有待解决的问题和矛盾，因此对其电网结构的优化发展研究是十分必要的。对省级电网网架优化及电力电量平衡、有效降低电网短路水平、提高电网输电能力、实现电网安全稳定运行和可靠供电、节约走廊和场地资源、提升电网经济效益，具有十分重要的意义。

根据国际大电网会议（CIGRE）统计结果，高压断路器的电寿命是影响断路器使用年限的主要因素之一，而弧触头与喷口是决定电寿命长短的关键部件。 随着我国西电东送“八交十一直”投运以及跨区域联网的工程不断建设运行，电力系统容量不断增长，短路容量不断增加，对断路器开断短路电流的能力提出了更高要求。其中，交流滤波器断路器需根据系统负荷波动进行频繁投切，投入容性负载的关合涌流对灭弧室弧触头、喷口有明显的烧蚀累积效应，对断路器的电气性能造成影响。线路断路器在多次开断短路电流，弧触头、喷口承受多次电弧烧蚀的累积效应后，是否满足继续运行的要求，也需要对其电气性能状态进行正确评估。 但是由于喷口材料的特殊性（聚四氟乙烯），无法通过离线或者在线的电气试验手段检测喷口的状态，业内常规做法均是在断路器大修时解体灭弧室并对喷口进行检查或者更换，但是存在以下问题： 在灭弧室大修解体前，无法提前得到喷口的损耗数据，无法预知喷口在大修前的隐患。即使对灭弧室状态存在怀疑并进行解体检查，设备停电、更换处理等措施也需消耗大量资源。 因此，在不解体的情况下准确评估断路器灭弧室喷口的烧蚀状态是亟需解决的问题。 传统组分测试只能乍为断路器发生击穿放电的辅助手段，传统气体组分不能正确反映开合额定电流时断路器烧蚀情况，而且目前国内外尚无相关文献提出在非解体的条件下检测断路器喷口烧蚀状态的方法，也缺乏对气体组分CF4所包含的特征信息进行解码，本成果采用双氦离于气相色谱法，持续检测$F6气体中H2、Air、CO、CO2、CH4、CF4、C2F6、C3F8、 H2S、SO2、SOF2、SO2F2、COS、CS2等杂质组分含量，提出以CF4特征气体的演化规律有效评估断路器喷口烧蚀程度的方法。 本成果主要针对自能压气式SF6柱式断路器开合电流累积效应开展研究，结合开合电流过程中气体组分变化以及喷口解体检查结果，提出喷口烧蚀状态评估方法，并研制相应的测量仪器。