大型火電基地電力外送規(guī)劃研究時(shí)揭示了我國(guó)電力對(duì)遠(yuǎn)距離、大容量輸電技術(shù)以及安全、經(jīng)濟(jì)、可靠輸電方案的巨大緊迫需求，于是原華北電管局與華北電力設(shè)計(jì)院共同提出了這樣一個(gè)課題：遠(yuǎn)距離、大容量輸電技術(shù)及安全經(jīng)濟(jì)輸電方案的研究，此項(xiàng)課題逐步分解為三個(gè)研究方向，一是串補(bǔ)輸電，二是緊湊型線(xiàn)路，三是安全經(jīng)濟(jì)輸電方案。
內(nèi)蒙古大唐國(guó)際托克托發(fā)電公司作為國(guó)內(nèi)大型的火電廠，功率送出受到制約，而串補(bǔ)是一種十分經(jīng)濟(jì)有效的遠(yuǎn)距離交流輸電措施，已得到了廣泛地應(yīng)用，且串補(bǔ)度越高越經(jīng)濟(jì)。但是，托克托電廠采用串補(bǔ)輸電后，將很有可能造成電廠機(jī)組出現(xiàn)次同步諧振(SSR)問(wèn)題。若能妥善解決嚴(yán)重SSR問(wèn)題，就可以解決火電基地電力遠(yuǎn)距離獨(dú)立輸送這一制約發(fā)電廠的難題?！?/p>
難度最大的串補(bǔ)工程
由于國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有應(yīng)用阻塞濾波器加串補(bǔ)增大電量送出的經(jīng)驗(yàn)，托電成為第一個(gè)吃螃蟹的人，攻克的一個(gè)個(gè)難關(guān)，最終的勝利得益于心中必勝的信念。
“這套世界最大的串補(bǔ)裝置成功投運(yùn)，長(zhǎng)了大唐人的志氣，長(zhǎng)了中國(guó)人的志氣！”曾經(jīng)參與這項(xiàng)工程的老員工王有忠激動(dòng)地表示。
在此之前最大送出容量只有394萬(wàn)千瓦，而對(duì)于總?cè)萘?80萬(wàn)千瓦來(lái)說(shuō)相當(dāng)于有86萬(wàn)千瓦容量不能送出，嚴(yán)重影響了該公司的經(jīng)濟(jì)效益。為提高托電輸電線(xiàn)路的送出能力，經(jīng)華北電網(wǎng)公司以及華北電力設(shè)計(jì)院、華北電科院、美國(guó)GE公司等單位長(zhǎng)期研究，決定由托電負(fù)責(zé)在廠內(nèi)加裝抑制串補(bǔ)投運(yùn)后產(chǎn)生的次同步諧振的阻塞濾波器裝置，由華北電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)在已建輸電線(xiàn)路的基礎(chǔ)上，在渾源開(kāi)閉所加裝串補(bǔ)裝置，從而共同解決送出瓶頸問(wèn)題。 此項(xiàng)方案經(jīng)濟(jì)性高、輸電能力大、安全可靠性好，并針對(duì)發(fā)揮該方案優(yōu)勢(shì)的最大障礙——次同步諧振(SSR)問(wèn)題開(kāi)展了長(zhǎng)期的研究、試驗(yàn)與驗(yàn)證工作，在SSR措施選擇與研究、機(jī)組軸系優(yōu)化設(shè)計(jì)、阻塞濾波器成套設(shè)計(jì)、機(jī)組軸系參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)試、發(fā)電機(jī)參數(shù)準(zhǔn)確測(cè)試、SSR分析研究方法等相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域均取得了較大突破，并成功在托電實(shí)現(xiàn)了典型示范應(yīng)用。
由于線(xiàn)路長(zhǎng)、輸送容量大、工況復(fù)雜，特別是串補(bǔ)投運(yùn)后會(huì)產(chǎn)生次同步諧振等不利因素，使這一工程成為迄今為止世界上難度最大的串補(bǔ)工程。
阻塞濾波器安裝、調(diào)試
接過(guò)“接力棒”自主研發(fā)
從2004年開(kāi)始，托電與華北設(shè)計(jì)院、華北電科院、美國(guó)GE公司等各參與方通力協(xié)作，開(kāi)展了工程設(shè)計(jì)、參數(shù)采集、數(shù)據(jù)處理、方案確定、工程招標(biāo)、設(shè)備選型、監(jiān)造、現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試等各項(xiàng)工作。阻塞濾波器工程采用美國(guó)GE公司設(shè)備及技術(shù)，GE公司派出技術(shù)專(zhuān)家進(jìn)行安裝調(diào)試。據(jù)參加過(guò)調(diào)試的技術(shù)人員回憶，有一次美國(guó)GE公司專(zhuān)家在安裝調(diào)試中，連續(xù)熬了三天三夜沒(méi)能成功，最后用擔(dān)架將其從現(xiàn)場(chǎng)抬出。由于工程難度大，GE公司專(zhuān)家對(duì)此項(xiàng)工程失去了信心。
然而美國(guó)專(zhuān)家的離開(kāi)并沒(méi)有導(dǎo)致工程的中斷，托電公司技術(shù)人員與華北電力設(shè)計(jì)院、華北電科院的技術(shù)人員接過(guò)“接力棒”，他們經(jīng)過(guò)反復(fù)研究，攻克一道道難關(guān)，自主解決了工程難題，大大長(zhǎng)了中國(guó)人的志氣。
在參與各方的共同努力下，阻塞濾波器裝置于2008年3月按工程節(jié)點(diǎn)正式安裝完畢。隨著調(diào)試、試驗(yàn)完畢，2011年1月11日，托源側(cè)四套串補(bǔ)投入運(yùn)行，托電送出負(fù)荷極限由394萬(wàn)千瓦提高至470萬(wàn)千瓦。
2013年3月29日，托克托發(fā)電公司生產(chǎn)調(diào)度中心歡呼聲不斷，該公司送出線(xiàn)路8套串補(bǔ)全部投運(yùn)；19時(shí)17分，全廠最高負(fù)荷達(dá)到了481.5萬(wàn)千瓦，這是托電公司投產(chǎn)后首次實(shí)現(xiàn)8臺(tái)60萬(wàn)千瓦機(jī)組同時(shí)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行，標(biāo)志著該公司電力輸出能力不再受限，實(shí)現(xiàn)建廠以來(lái)歷史性突破。
項(xiàng)目成功應(yīng)用意義深遠(yuǎn)
線(xiàn)路串補(bǔ)的投入有效地解決了托電公司8臺(tái)60萬(wàn)千瓦機(jī)組和五期工程2臺(tái)66萬(wàn)千瓦機(jī)組電力送出瓶頸的制約，為大負(fù)荷時(shí)期穩(wěn)發(fā)、增發(fā)電量和五期工程的開(kāi)工建設(shè)提供了有力保障，增強(qiáng)了企業(yè)的盈利能力，為打造蒙西煤電效益基地奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為集中大規(guī)模輸電技術(shù)的應(yīng)用起到良好的示范作用。
2014年6月26日，中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)在北京組織召開(kāi)了“串補(bǔ)輸電及抑制嚴(yán)重次同步諧振(SSR)技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用”項(xiàng)目技術(shù)鑒定會(huì)。鑒定委員對(duì)本項(xiàng)目成果的主要鑒定意見(jiàn)如下：項(xiàng)目為國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，整體達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，異步自勵(lì)磁參數(shù)測(cè)辨及抑制技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。托電串補(bǔ)和阻塞濾波器系統(tǒng)已成功實(shí)施，至今運(yùn)行近五年，經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定甚好，從而為上述串補(bǔ)輸電方案提供了一個(gè)更加典型的示范。
該項(xiàng)目獲2015年中國(guó)電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)。此外還獲得中國(guó)大唐、華北電網(wǎng)和華北電力設(shè)計(jì)院的相關(guān)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)4項(xiàng)。該項(xiàng)目獲得4項(xiàng)授權(quán)的發(fā)明專(zhuān)利，包括新型阻塞濾波器、阻塞濾波器失諧故障的繼電保護(hù)方法、發(fā)電機(jī)異步自激振蕩保護(hù)裝置及保護(hù)方法和同步發(fā)電機(jī)參數(shù)獲取方法及系統(tǒng)。
該工程提出的3至4回串補(bǔ)線(xiàn)路遠(yuǎn)距離送電至負(fù)荷中心的方案解決了托克托、錦界、府谷、上都等電廠的遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題，保證了京津冀的電力供應(yīng)，降低了東部地區(qū)的排放總量，節(jié)約了線(xiàn)路走廊，推動(dòng)了內(nèi)蒙、陜北邊老區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展；托電面臨著目前世界上最嚴(yán)重、復(fù)雜的SSR問(wèn)題，其成功解決已經(jīng)成為一個(gè)新的示范，為火電遠(yuǎn)距離安全經(jīng)濟(jì)輸送提供了新的思路；本工程近20年的持續(xù)研究和技術(shù)攻關(guān)，先后與浙江大學(xué)、清華大學(xué)、華北電力大學(xué)以及中國(guó)電力科學(xué)研究院合作，培養(yǎng)和鍛煉了大批技術(shù)人才，在多個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)突破和創(chuàng)新提升了我國(guó)的設(shè)備設(shè)計(jì)制造水平，豐富了相關(guān)理論、試驗(yàn)和研究方法，提高了設(shè)備相關(guān)參數(shù)試驗(yàn)測(cè)量精度，拉近了仿真與實(shí)際的距離，推動(dòng)了電力科技和相關(guān)領(lǐng)域的進(jìn)步。（徐超雷）
