问题:作为长输天然气管网的关键动力装备,电驱压缩机承担着对天然气增压、维持管网稳定输送的任务。
一旦遭遇电网波动、雷击等突发事件导致短时断电,机组往往因保护动作而停机,进而引发输气能力下降、管网工况波动甚至被迫放空处置。
传统解决方案对失电跨越的支持时间有限,难以适应复杂电力环境下的连续稳定运行要求。
原因:一方面,长输管道压缩机负载重、惯量与工况变化大,断电瞬间对电能支撑与控制策略的响应速度提出极高要求;另一方面,压气站多处于输气干线关键节点,任何单点停机都可能通过管网联动效应放大影响。
此外,随着无人值守、少人值守站场建设推进,设备具备“自恢复、自调控”的能力成为提升管网韧性的重要方向,迫切需要更可靠的断电应急控制手段。
影响:华中公司研发的相关技术以“双反馈控制”为核心思路,在电网失电瞬间实现快速接替与平稳过渡,利用电机剩余动能等资源为机组提供持续、稳定的电能与控制支撑,使压缩机在电网恢复前保持带载运行,显著延长不停机跨越时间。
实测显示,改造后机组可稳定实现18秒断电带载不停机,并已提出40秒失电跨越试验方案,能力水平较行业常规有明显提升。
该技术在潜江、利川等重点站场的应用验证了适应性:潜江作业区部分机组失电跨越时间从2秒提升至14秒;利川压气站多台机组完成多次18秒带载断电试验均平稳跨越,电力恢复后约3.2秒即可回到原有转速,为干线稳定运行提供了可量化的技术支撑。
对策:在工程化落地方面,该技术已在川气东送管道湖北段实现规模化部署,覆盖20台电驱压缩机组,累计避免非计划停机579次,减少天然气放空损失935.87万元。
技术适配多种主流变频器平台,在低动能、重负载等工况下仍保持稳定运行,并已获得国家发明专利授权。
运行侧的变化同样明显:站场应急处置工作量下降约80%,未出现因断电切换引发的安全事故,为无人压气站的应急调控提供可复制方案。
综合测算显示,按年均避免停机317次估算,可减少天然气放空直接损失约1648万元,并提升管道整体输送效率。
尤其在冬季采暖期等用气高峰,相关站场依托该技术有效应对多次电网波动,保障下游约200万居民用气稳定,体现出保供民生的现实价值。
前景:从行业发展看,提升管网在极端扰动下的连续输送能力,是构建现代能源体系的重要一环。
该技术已形成较完整体系,并编制3项企业标准草案,后续计划推动上升为行业标准或团体标准,带动运维模式由“事后处置、被动响应”向“提前预判、主动调控”转变。
按照计划,华中公司将加快推广应用,力争2026年覆盖集团内部10座压气站,2027年实现20座以上压气站全覆盖,同时完善技术体系,开发商业化控制软件,并探索向炼化、冶金等行业压缩机场景延伸。
随着更多站点的规模化验证与标准化推广,相关成果有望在更大范围内提升关键装备的抗扰动能力,为天然气供应链稳定运行提供更坚实的技术底座。
科技创新是保障国家能源安全的重要支撑。
国家管网华中公司在压缩机断电不停机技术方面取得的突破,不仅解决了长期困扰行业的技术难题,更为构建安全稳定的天然气供应体系提供了有力保障。
这一成果充分体现了我国在关键核心技术领域的自主创新能力,为推动能源行业高质量发展、筑牢国家能源安全防线贡献了重要力量。