天然气长输管道承担着跨区域能源调配与民生保供的重要任务。
作为管道系统的关键装备,电驱压缩机通过对天然气增压,维持管道压力与流量,其连续稳定运行直接关系管网输气效率和下游供气安全。
然而在实际运行中,电网波动、雷击、突发故障等外部因素可能导致短时失电,若压缩机组随之停机,不仅会引发输气能力下降,还可能带来放空损失、设备冲击与工况波动,影响工业生产与居民用气稳定。
问题在于,长输管道压缩机面对“短时断电”这一高频但不确定事件时,传统技术跨越时间有限,常见仅能维持数秒级不停机,难以覆盖较复杂电网扰动场景。
尤其在冬季采暖期或用气负荷高位运行阶段,一次停机可能造成连锁效应:站场切换频繁、调度压力增大、供需平衡受到扰动,进而抬高保供风险与运维成本。
这一痛点长期制约着管网运行的韧性提升,也对无人化站场的安全边界提出挑战。
造成这一问题的原因,一方面在于电驱压缩机负载重、惯量特性复杂,断电后转速衰减快,对电能补偿与控制切换的响应要求极高;另一方面,现场工况差异明显,不同变频器平台、不同负载条件下的控制策略需要兼顾稳定性与适配性。
在以往方案中,系统难以在断电瞬间实现快速、平稳的能量接替,导致机组保护动作、停机概率上升。
针对上述难题,国家管网集团华中公司组织技术攻关,形成“基于双反馈控制的压缩机长时断电不停机连续运行技术”,并通过集团科技成果鉴定。
该技术核心思路是利用电机剩余动能,在电网失电的关键瞬间完成能量与控制的快速接替,为压缩机提供稳定电能支撑,实现平稳过渡,直至电网恢复。
与传统“短跨越”能力相比,该技术在关键时间窗内提升了系统自稳能力,使机组在失电场景下仍能保持带载运行,减少因停机导致的工况突变与损失扩大。
从应用效果看,该技术已在华中公司所属潜江压气站、利川压气站等重点站点验证可靠性。
潜江作业区3号、4号压缩机改造后,失电跨越时间由2秒提升至14秒;利川压气站4台机组先后完成4次18秒带载断电试验,均实现平稳跨越,电力恢复后约3.2秒即可回到原有转速,表现出较强的工程适用性。
经实测,改造后机组可稳定实现18秒断电带载不停机,当前还形成40秒失电跨越技术试验方案,技术指标显著高于行业常规水平。
在规模化成效方面,该技术已在川气东送管道湖北段覆盖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。
按年均避免停机317次测算,可减少天然气放空直接损失约1648万元,并有助于提升管道整体输送效率。
社会效益同样突出:今年冬季采暖期,利川压气站依托该技术应对多次电网波动,保障下游约200万居民用气稳定,体现了技术对关键时段保供的支撑作用。
对策层面,这一成果不仅在技术指标上实现突破,也在运维模式上带来改变。
技术应用后,相关压气站运维人员应急处置工作量减少80%,未发生因断电切换导致的安全事故,为无人压气站建设提供了可复制的应急调控方案。
同时,技术适配多种主流变频器平台,在低动能、重负载等工况下仍能保持稳定运行,并已获得国家发明专利授权,显示出进一步推广的基础条件。
面向未来,随着能源结构调整与天然气在清洁低碳转型中的作用持续凸显,管网系统对“韧性运行”和“主动调控”的需求将更加迫切。
华中公司已形成较完整的技术体系,编制3项企业标准草案,计划推动上升为行业标准或团体标准,以标准化带动规模化复制应用。
按照规划,2026年计划覆盖集团内部10座压气站,2027年实现20座以上压气站全覆盖,并将持续完善技术体系,开发商业版控制软件,拓展至炼化、冶金等行业压缩机场景,推动关键装备控制技术从管网领域走向更广阔的工业应用。
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。