时间已经来到了凌晨一点多，而在南阳鸭河口电厂14米平台会议室里，电厂设备管理部牵头组织和参与南阳鸭电2号机组调相机改造项目的同事们，还在交流工作中遇到的问题、解决问题的方法和明日的工作计划。两个月以来，他们已经记不清是第几次加班到凌晨，改造中只要遇见问题，就第一时间组织技术人员开会研讨，寻找问题的解决办法，保障项目按计划稳步推进。
在顺利完成168小时试运行后，南阳鸭河口电厂2号调相机组于7月6日23点50分正式投入商业运营，这也标志着全国首台应急备用电源利旧改造增加调相机功能项目取得了圆满成功。
盘活应急备用火电机组闲置设备 南阳鸭河口电厂找到新路径
当听到南阳鸭河口发电有限责任公司总经理李戈宣布：南阳鸭河口电厂2号调相机组顺利通过168小时试运行的消息后，在场的所有人都兴奋不止、激情万分，运行部主任王涛，运行党支部书记申健内心更是无比激动，运行部全程参与了鸭电2号调相机改造工程的前期可研工作，他们深知该项目的深远意义和示范效应。
电力是工业生产的“粮食”，是经济社会发展的重要保障。在“双碳”目标背景下，河南电网正在向以新能源为主体的新型电力系统转型。资料显示，截止2020年底，河南省30万千瓦及以下机组共69台，30万千瓦及以下机组中共有16台非供热的纯凝机组，根据国家和河南省现有能源环保政策，即将面临关停淘汰。作为全国煤电大省，高耗能、低等级煤电机组未来的出路问题亟待解决。
鸭河口电厂是河南西南部电网的重要电源电压支撑点，在河南电网网架结构中呈现“临近特高压直流站点，靠近特高压交流站点，区域电网新能源占比高且上升态势明显”等典型特点，处于河南电网网架结构中的重要位置。而南阳鸭河口电厂2号发电机组2019年被列入河南省应急备用电源，2020年正式作为河南电网应急备用机组。
“2号机组每年只在夏季负荷高峰和冬季供暖不足时才开机运行，提前关停机组的设备使用寿命尚未达到设计年限，均存在不同程度上的国有资产闲置和浪费。”王涛表示，如何才能盘活应急备用火电机组闲置设备，既能减少维护成本，又能够提高发电设备的综合利用效率，为电网提供电压支撑成为关键。
“鉴于鸭河口电厂2号机组在河南电网网架结构中的重要位置、机组自身设备状态良好，以及具备良好的利旧改造工程基础等情况，鸭河口电厂2号机组完全具备实施利旧改造增加调相机功能的有利条件。”申健说，这一探索方向得到了公司上一任总经理史新峰的大力支持和帮助指导，自2019年即开始了前期调研论证工作。
新能源发电不断增大的背景下 调相机如何保障电网运行的稳定性
据运行部申健介绍，当前，区外的清洁电力与省内的新能源发电正在不断增大，而与传统火电相比，清洁电力对电网运行安全支撑效果差距较大，其占比快速提高导致河南电网的电压支撑能力不断削弱，系统稳定水平下降。
调相机作为电网中优质的无功电源，并网运行时可实现无功功率连续、快速、无差控制，尤其当电网发生故障时，能够及时为电网提供无功和电压支撑，提高电网运行的稳定性。
2021年9月15日，河南省能监办、省发改委联合印发《关于推进火电机组调相功能改造提升电力系统调节能力的指导意见》，明确鼓励河南省内火电机组改造增加调相功能，满足电力系统动态无功支撑需求，对提升电力系统调节性能和调节能力、促进清洁能源发展和消纳、保障河南省电力系统安全稳定运行。
今年1月19日，南阳鸭河口电厂2号机组利旧改造增加调相机功能项目可行性研究报告顺利通过专家评审。2月23日，国家能源局河南监管办市场监管处、河南省能源规划建设局电力处，国网河南省电力公司调控中心、国网河南省电力公司发展策划部、营销部等相关领导，组织召开发电机组增加调相功能改造提供无功辅助服务工作推进会，大力支持公司2号机组开展增加调相功能改造工作。4月20日技术协议签订后，参建各方上海电气集团、上海成套院、河南设计院、河南电科院、河南电建参建人员相继到厂开展工作。
“这一过程包括项目招标、生产、解体、改造、安装、调试等环节，虽然前期经过多次研究讨论、理论上可行，但细节上一点也不轻松。”设备管理部主任陈瑞表示，改造后要兼具调相机和发电机功能，不仅在国内是首台示范工程，在国际上也未见同类型改造案例。因此，“第一个吃螃蟹”必须实事求是、大胆创新，必须要把abb汽轮机、发电机、调相机、励磁系统等所有系统资料融会贯通，结合实际，统筹专业力量和专家力量，制定科学的技术方案和施工方案，一丝马虎和考虑不周就可能前功尽弃。为此，设备管理部的专业人员和承建方的专家团队没日没夜地现场反复勘察、讨论、试验，组织一场又一场的线上、线下技术研讨会议，不断完善方案，为项目稳步推进打下坚实基础。
无案例做参考 首台应急备用电源增加调相机改造中摸索出经验
“本次调相机改造，没有成功案例可以参考借鉴，我们也是摸着石头过河，项目实施中的突发问题，都需要反复论证确定和过程监控实施，直至项目完工。”设备管理部贺小光告诉记者，低压转子和发电机转子对轮间隙关系轴系安全，是项目改造的焦点和难点，为此，他们从abb设计书和大修资料中查找每一处相关的数据，从现场轴承盖解体后的轴径位置观察每一处动静变化，组织上海电气相关技术人员线下、线上反复论证技术方案，与润电科学技术人员技术交流，与abb机组厂家人员联系交流，最终确定轴系技术方案，同时为预防万一，准备了整体推缸的紧急预案，为保证轴系安全，直至项目实施回装全过程。
为了2号机组增加调相机功能，需要对不能满足强励要求的励磁系统和励磁变拆除更换新的设备，同时增加sfc静止变频启动装置。为满足2号机组发电和调相两种运行方式，还需要对2号发变组保护、avc系统、pmu系统、同期设备及快切系统进行升级改造，达到不同运行方式下有不同的保护定值，电气二次班长陈利江及专业人员与各参建厂家及省调保护处反复沟通、确认可行方案。
“调相机改造中，我们遇到了疫情和自然灾害的双重影响。采购的1台8750kva励磁变压器和1台3300kva隔离变压器生产厂区被淹，被迫延迟发货，发电机转子改造工作也由于上海疫情影响造成延期，许多不确定性为项目按期完工增加了更大的难度和悬念。”副总经理李增军表示，为了保证按期完成任务，公司上下把此项目作为年度重点工程，每周周例会强力督导推进，设备管理部全体参建人员和承建单位开启白加黑24小时倒班模式，抢工期，赶进度，通过奋力拼搏，不仅克服了疫情、洪灾、供货等滞后因素，攻克了遇到的一个个技术和施工难题，而且提前一天完成任务，展现了鸭电人“困难面前不低头”的顽强精神。
其中在调相机回装中遇到的定子线圈绝缘低问题让陈利江印象深刻，他回忆，当时已连续吹水3天问题绝缘仍低，参数不合格意味着停工、返工，整体进度必须停滞，大家都很着急。为此，公司副总经理李增军、设备部陈瑞，当天晚上12点多立即召集相关各方召开现场分析会，安排豫能检修连夜支援排查，所有人员都毫无怨言、上上下下积极行动，至夜间3点终于找出突破点。
在最后的启动并网阶段，启动励磁柜内的小型断路器烧坏，又没有备件，新的备件3天后才会到厂，而距离并网计划仅剩3个小时！“电气主管马其汉、班长陈利江和厂家人员一起，分析图纸想办法，在确保安全的基础上，把烧坏的启动励磁输入开关jdk所用触点做了短接处理，适时修改了励磁系统程序，解决了无备件造成的关键时刻卡脖子问题，为2号调相机组的提前投运争取了时间。”李增军说。
利用剩余价值提升设备利用率 “河南探索”树起全国标杆
李增军告诉记者，鸭河电厂2号机组新增调相机功能改造完成并投入正式运行后，机组兼具发电机和调相机双重属性，可根据电网运行需要灵活选择发电机模式或调相机模式运行。
“这将充分发挥高负荷时期有功支撑和低负荷时期无功支撑综合效能，将有效解决特高压跨区直流输电和风光新能源大规模接入电网带来的无功电压稳定问题，同时充分利用了应急电源机组的剩余价值，提升了设备利用率，为传统火力发电机组可持续发展探索了新方向。”
李增军表示，这对于河南更大规模吸纳外电和更大范围消纳清洁能源、加快推动能源转型发展具有重大意义， 将进一步提升河南电网的安全保障能力和资源优化配置能力。
公司总经理李戈表示，自项目开工以来，省能源局、省能监办、省电力公司、河南投资集团、豫能控股等上级主管部门和领导对工程给予了大力支持和帮助，通过电话、视频、现场调研等方式，积极帮助项目实施协调和推进工作。“作为实施者和建设者，我们首要任务就是高质量完成这个项目，这对现存电力企业和今后的电力企业发展将有一定的示范作用和引导作用。当前，正处于新能源快速发展时期，在这一阶段要保持电网的稳定，改造后也将有效保证老机组的利用价值，又能保证新能源在成长期的稳定。”
河南能源监管办有关负责人在接受记者采访时表示，燃煤发电机组增加调相功能改造，在应急备用机组基础上，通过技术升级可以灵活切换调相运行和发电运行两种模式，全方位为系统提供有功和无功，提升设备综合效能。“经过各方共同努力，最终我们探索形成了安全高效的建设改造模式、灵活有效的调度方式、合理可行的补偿机制及激励引导的支持政策。发电机组增加调相功能改造，也为燃煤发电企业后续生存发展和绿色转型找到了新的途径，在国内具有较强的示范和引领意义。”