【热点关注】薛禹胜谈特高压“走出去”：是挑战也是机遇

　　是挑战更是机遇

　　特高压技术的研发及工程建设是中国对世界电工及电力技术的重大贡献，我认为非常了不起。广大的电气工程学术界、装备制造及工程运行人员的努力值得大书特书。

　　2004年中国提出发展特高压技术的当时，其电工技术、电工装备制造及电力系统习惯于跟随国际经验，装备制造、电网规划和运行都缺乏足够的创新意识及能力。根据我的观察，当时对特高压的适用性与经济性的讨论还并非争论的核心，而最大的怀疑也许是既然发达国家都先后放弃了交流特高压技术的开发，因此它是落后的技术，以及中国开发特高压技术的必要性及能力。说实话，当时我对诸如特高压的环境影响、一次装备的可靠性等也有顾虑。国家电网公司决策层坚持走自己的路是有很大勇气的，现在回头看，特高压对中国装备制造业与电力界创新发展的促进作用不可磨灭。

　　单就我的专业范围而言，建设特高压电网也面临着严峻的挑战。即使不考虑特高压输电，大停电防御问题国际上也在摸索。而特高压电网会带来哪些新的静态及动态行为，应该如何应对等一系列问题则进一步增加了挑战性。

　　我从1978年开始，一直在国网电力科学研究院从事电力系统安全稳定分析与控制的研究，1987年发明了扩展等面积准则EEAC，解决了电力系统暂态稳定性定量分析这一世界性难题，开创了时变非线性系统稳定性量化分析的研究领域。到目前为止，其他的方法都是定性方法，就像盲人的探路棍，无法觉察临近的风险。而EEAC的量化功能使运行人员能直接估计系统在扰动下离开崩溃状态还有多远，犹如导盲犬对盲人的指引，掌握离开障碍物的距离并及时调整行走路线。而这正是可以帮助运行控制人员规避大停电的最关键信息。

　　特高压输电把原来地理位置很远，相互影响较小的多个区域电网的电气距离大大拉近了，使电网对扰动的敏感性进一步提高。如果停电防御系统没有很好地协调，就很可能由于相继故障而大范围地影响供电可靠性。我们认识到在线稳定分析与控制环节必须要有源头性的突破，才能可靠保证特高压电网的安全运行。

　　团队对特高压交直流混联电网工程完成了稳定分析、稳定控制系统协调配置及安全控制策略设计。用EEAC理论揭示了特高压直流接入对交流电网暂态稳定性影响的机理，提出了综合特高压直流调制功能的电压协调控制方法及利用解列联切机组抑制相继失步的主动防御方法，解决了穿越功率突降导致系统过电压问题，提高电网抵御极端严重故障的能力。发现了远方故障导致的暂态多失稳模式现象及失稳模式易变现象，并成功揭示了其机理。提出了特大型同步电网严重故障下的主动防御方案。

　　在系统保护装置方面也解决了特高压输电线路非周期分量衰减时间常数大而引起低压解列误动，及正确区分对称性短路与失步振荡的困难。解决了当受端无故障跳闸时，送端由于空充电流大而拒动的问题。提出用直流信号模拟量输出控制技术，实现对直流输送功率的快速无级调制，实现了直流特高压送端出现孤岛运行时精确的紧急控制。开发了适应特高压直流极闭锁及换流器故障时直流损失功率计算的新判据和方法。为了防止德宝直流大负荷南送双极闭锁造成交流特高压试验示范工程超稳定极限的问题，在三峡近区的安控系统中实现了交直流特高压紧急协调控制。这些措施都已应用于特高压工程。

　　在特高压工程的推动下，我们在2005年成功构建了电网大停电防御框架，研发了电力系统大停电综合防御系统 WARMAP。在2006年初发表的题为“时空协调的大停电防御框架”的系列文章中，介绍了在“从孤立防线到综合防御”“广域信息、在线量化分析和自适应优化控制”及“各道防线内部的优化和不同防线之间的协调”等方向上的研究成果。该系统可以及时判断出大电网在运行中的风险并选择预防控制;在故障过程中正确选择紧急控制与校正控制决策;在多道防线之间进行协调。

　　WARMAP克服了一系列技术难题，包括离线向在线控制的跨越，广域空间中的自适应协调控制技术，预防、紧急、校正控制三道防线之间的协调。从而实现了电网安全防御从被动预案型向主动对策型转换，安全稳定决策从离线向在线转换，调度控制从依赖经验为主向智能化控制转换。目前，WARMAP已成为保障大电网安全的重大装备，防御范围已经覆盖了80% 的中国电网，支撑了中国电网没有由于电网稳定性而引发大停电。其中，华东电网实现了国际首个停电预警系统，江苏电网实现了国际首个闭环控制系统。

　　防御系统经受住了汶川地震灾害考验。和美国“8·14”大停电相比，虽然汶川大地震引发了28条线路故障，11座变电站停运，但由于灾难过程中停电防御系统对危险操作给出正确预警，并及时提供辅助决策信息，因此局部停电没有演变为大停电，并维持了脆弱电网的稳定运行，及时恢复了供电，有力支持了救援和灾后重建。

　　为了支撑中国电网越来越复杂的超大型动态系统的运行决策，除了决策算法、控制理念及具体的系统保护装置的再创新外，必须对防御框架做出源头性的顶层设计。基于长期的研究和工程实践，我们终于实现了这个目标，及时支撑了特高压电网的发展。避免了由于缺乏停电防御辅助决策的支撑，系统保护装置的不适应，而延误了特高压工程，并长期保障了特高压工程的安全运行。这10年中，把分析理论变成真正能够在工程上经得起考验的系统，从理论、算法、软件、装置、系统，然后再到真正的应用，确保其可信性与可靠性。伴随着特高压工程的建设，我们的电网防御体系，不管是理念还是应用经验，在世界上均处于引领的地位。在人们看到特高压工程的成绩时，也许并不会关注这些支撑性的工作，虽然不在第一线，但我们的心中充满了喜悦与自豪。