近期,廣西電網(wǎng)公司牽頭攻關(guān)的科技成果“電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)友好交互關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”獲2018年度廣西壯族自治區(qū)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。該技術(shù)成果首次提出了電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)友好交互的技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了友好交互關(guān)鍵技術(shù)研究和核心裝備研制的重大突破,攻克了13項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究,填補(bǔ)了3項(xiàng)國(guó)內(nèi)外空白,其中分布式虛擬同步發(fā)電機(jī)成果榮獲了第46屆日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明金獎(jiǎng)。
讓電能變換設(shè)備和配電網(wǎng)友好交互
近年來,我國(guó)高度重視智能電網(wǎng)發(fā)展。電能變換設(shè)備已成為智能配電網(wǎng)的核心裝備之一?!半娔茏儞Q設(shè)備與智能配電網(wǎng)友好交互關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,廣西電力科學(xué)研究院電力系統(tǒng)所主任周柯表示:“電能變換設(shè)備和配電網(wǎng)的友好交互與和諧發(fā)展很重要?!?/p>
電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)在“源—網(wǎng)—荷”各層級(jí)中交互不友好的現(xiàn)象普遍存在。例如,新能源發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性導(dǎo)致與電網(wǎng)的互動(dòng)還不夠友好,造成棄風(fēng)棄光比較嚴(yán)重;有些國(guó)家配電網(wǎng)的供電可靠性不高,停電時(shí)間較長(zhǎng);全世界因?yàn)榱淤|(zhì)電能損失巨大,造成產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞、用電損耗大等。電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)的友好交互問題亟待解決。
為此,從2012年開始,廣西電網(wǎng)公司牽頭,聯(lián)合電網(wǎng)企業(yè)、國(guó)家級(jí)工程中心、先進(jìn)制造企業(yè)等單位的研發(fā)力量和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)開展了長(zhǎng)達(dá)7年的研究。最終該成果以“安全、優(yōu)質(zhì)、智能”為目標(biāo),構(gòu)建了電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)友好交互的技術(shù)體系,提出了靈活互動(dòng)的新能源友好接入、配電網(wǎng)高可靠供電的友好支撐、面向高電能質(zhì)量的友好用電等三大關(guān)鍵技術(shù),研制了具備友好交互能力的分布式虛擬同步機(jī)、三端口電力電子變壓器、10千伏多功能可控模塊化固態(tài)限流器、6千伏至35千伏靜止無功發(fā)生器、6千伏/10千伏高壓變頻器五類電能變換設(shè)備。
科技讓電更智能
隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,智慧社區(qū)逐漸走進(jìn)生活?!半S著智慧社區(qū)的不斷發(fā)展,用電負(fù)荷的多樣性、電能質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性對(duì)配電網(wǎng)智能化水平要求越來越高,這要求配電網(wǎng)具備高可靠供電的友好支撐能力。”周柯表示。
三端口電力電子變壓器可以解決這一難題。它相當(dāng)于智慧社區(qū)的“能源路由器”,滿足社區(qū)安全、優(yōu)質(zhì)、智能的用電需求,可以在局部缺電的情況下,通過靈活調(diào)控實(shí)現(xiàn)小區(qū)基本用電,做到限電不停電,這是傳統(tǒng)電力變壓器無法實(shí)現(xiàn)的。它還具備故障隔離和電能質(zhì)量調(diào)節(jié)能力,提升了配電網(wǎng)中電能傳輸、變換和分配環(huán)節(jié)的供電可靠性。
近年來,各地風(fēng)電、光伏發(fā)電等發(fā)展迅速。“以風(fēng)力發(fā)電為例,由于風(fēng)速隨時(shí)變化,造成發(fā)電功率長(zhǎng)期處在較大區(qū)間波動(dòng)頻率上,這對(duì)于大電網(wǎng)的安全來說不是好事?!睆V西電網(wǎng)公司計(jì)劃發(fā)展部電網(wǎng)二次規(guī)劃與電源并網(wǎng)管理專責(zé)聶宇說。不僅如此,新能源發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備故障穿越能力比較弱,如果遇到突發(fā)故障,容易發(fā)生連鎖反應(yīng),影響大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。
因此,需要為新能源發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備裝上“水龍頭”,實(shí)現(xiàn)新能源接入配電網(wǎng)的即插即用、新能源與配電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)互動(dòng)、新能源抵御配電網(wǎng)擾動(dòng)的穩(wěn)定運(yùn)行,綜合形成靈活互動(dòng)的新能源友好接入技術(shù)。這個(gè)“水龍頭”就是分布式虛擬同步機(jī)。該裝置使振蕩抑制能力提升了4倍,快速同步時(shí)間提升了160倍,解決了新能源發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備的規(guī)?;煽窟\(yùn)行難題。
據(jù)介紹,該項(xiàng)目還研制了10千伏多功能可控模塊化固態(tài)限流器、6千伏至35千伏靜止無功發(fā)生器和6千伏/10千伏高壓變頻器,解決了部分電能變換設(shè)備引起的電能質(zhì)量劣化、抗配電網(wǎng)擾動(dòng)能力較弱等問題,顯著提升了負(fù)荷側(cè)用電的節(jié)能降損水平和抗電網(wǎng)擾動(dòng)能力,實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)與用戶之間電能質(zhì)量問題的雙向綜合防治,形成了面向高電能質(zhì)量的友好用電技術(shù)。
據(jù)了解,這五類具備友好交互能力的電能變換設(shè)備在保障配電網(wǎng)的高可靠供電基礎(chǔ)上,提升了配電網(wǎng)的用電節(jié)能降損能力,有著顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)效益,每年可減少燃煤約6萬噸,減排二氧化碳約16萬噸。
從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)接受檢驗(yàn)
“我們不希望項(xiàng)目成果從實(shí)驗(yàn)室出來就進(jìn)了倉(cāng)庫,它應(yīng)該走向市場(chǎng)接受檢驗(yàn)?!边@是每一個(gè)科研工作者的心聲。
“三端口電力電子變壓器的400伏交流端口采用了4個(gè)40千伏安的功率輸出模塊并聯(lián),可以跟隨負(fù)荷的變化進(jìn)行內(nèi)存條式的靈活配置,實(shí)現(xiàn)了供電容量的冗余調(diào)節(jié)和供電可靠性的提升?!北焙9╇娋稚疾繉X?zé)洪剛介紹,新研發(fā)的三端口電力電子變壓器在廣西北海110千伏乾江變電站投運(yùn)以來,運(yùn)行情況穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)中諧波超標(biāo)、嚴(yán)重三相不平衡、短路故障等供電隱患的主動(dòng)阻斷、治理。
在云南楚雄110千伏東瓜變電站安裝了新研發(fā)的10千伏多功能可控模塊化固態(tài)限流器。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,電能質(zhì)量調(diào)節(jié)模式切換至故障限流模式整個(gè)過程控制在12毫秒以內(nèi),電壓補(bǔ)償深度達(dá)到20%,進(jìn)一步確保了變電站的安全可靠運(yùn)行。
該項(xiàng)目成果的五類電能變換設(shè)備在新能源發(fā)電、電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域應(yīng)用推廣。值得一提的是,分布式虛擬同步機(jī)在天津中新生態(tài)城打造了世界上首個(gè)工程示范,在安徽省金寨縣光伏發(fā)電精準(zhǔn)脫貧工程中進(jìn)行了推廣運(yùn)用,同時(shí)還在江蘇、浙江等省份規(guī)?;瘧?yīng)用,為當(dāng)?shù)貛砹酥苯咏?jīng)濟(jì)效益。6千伏至35千伏高壓靜止無功發(fā)生器先后在國(guó)內(nèi)15個(gè)省份進(jìn)行推廣,部分產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海外。6千伏/10千伏高壓變頻器也在國(guó)內(nèi)23個(gè)省份進(jìn)行推廣應(yīng)用。
主辦單位:中國(guó)電力發(fā)展促進(jìn)會(huì) 網(wǎng)站運(yùn)營(yíng):北京中電創(chuàng)智科技有限公司 國(guó)網(wǎng)信通億力科技有限責(zé)任公司 銷售熱線:400-007-1585
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近期,廣西電網(wǎng)公司牽頭攻關(guān)的科技成果“電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)友好交互關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”獲2018年度廣西壯族自治區(qū)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。該技術(shù)成果首次提出了電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)友好交互的技術(shù)體系,實(shí)現(xiàn)了友好交互關(guān)鍵技術(shù)研究和核心裝備研制的重大突破,攻克了13項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究,填補(bǔ)了3項(xiàng)國(guó)內(nèi)外空白,其中分布式虛擬同步發(fā)電機(jī)成果榮獲了第46屆日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明金獎(jiǎng)。
讓電能變換設(shè)備和配電網(wǎng)友好交互
近年來,我國(guó)高度重視智能電網(wǎng)發(fā)展。電能變換設(shè)備已成為智能配電網(wǎng)的核心裝備之一?!半娔茏儞Q設(shè)備與智能配電網(wǎng)友好交互關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人,廣西電力科學(xué)研究院電力系統(tǒng)所主任周柯表示:“電能變換設(shè)備和配電網(wǎng)的友好交互與和諧發(fā)展很重要。”
電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)在“源—網(wǎng)—荷”各層級(jí)中交互不友好的現(xiàn)象普遍存在。例如,新能源發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性導(dǎo)致與電網(wǎng)的互動(dòng)還不夠友好,造成棄風(fēng)棄光比較嚴(yán)重;有些國(guó)家配電網(wǎng)的供電可靠性不高,停電時(shí)間較長(zhǎng);全世界因?yàn)榱淤|(zhì)電能損失巨大,造成產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞、用電損耗大等。電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)的友好交互問題亟待解決。
為此,從2012年開始,廣西電網(wǎng)公司牽頭,聯(lián)合電網(wǎng)企業(yè)、國(guó)家級(jí)工程中心、先進(jìn)制造企業(yè)等單位的研發(fā)力量和產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)開展了長(zhǎng)達(dá)7年的研究。最終該成果以“安全、優(yōu)質(zhì)、智能”為目標(biāo),構(gòu)建了電能變換設(shè)備與智能配電網(wǎng)友好交互的技術(shù)體系,提出了靈活互動(dòng)的新能源友好接入、配電網(wǎng)高可靠供電的友好支撐、面向高電能質(zhì)量的友好用電等三大關(guān)鍵技術(shù),研制了具備友好交互能力的分布式虛擬同步機(jī)、三端口電力電子變壓器、10千伏多功能可控模塊化固態(tài)限流器、6千伏至35千伏靜止無功發(fā)生器、6千伏/10千伏高壓變頻器五類電能變換設(shè)備。
科技讓電更智能
隨著互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的到來,智慧社區(qū)逐漸走進(jìn)生活?!半S著智慧社區(qū)的不斷發(fā)展,用電負(fù)荷的多樣性、電能質(zhì)量的高標(biāo)準(zhǔn)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性對(duì)配電網(wǎng)智能化水平要求越來越高,這要求配電網(wǎng)具備高可靠供電的友好支撐能力?!敝芸卤硎?。
三端口電力電子變壓器可以解決這一難題。它相當(dāng)于智慧社區(qū)的“能源路由器”,滿足社區(qū)安全、優(yōu)質(zhì)、智能的用電需求,可以在局部缺電的情況下,通過靈活調(diào)控實(shí)現(xiàn)小區(qū)基本用電,做到限電不停電,這是傳統(tǒng)電力變壓器無法實(shí)現(xiàn)的。它還具備故障隔離和電能質(zhì)量調(diào)節(jié)能力,提升了配電網(wǎng)中電能傳輸、變換和分配環(huán)節(jié)的供電可靠性。
近年來,各地風(fēng)電、光伏發(fā)電等發(fā)展迅速?!耙燥L(fēng)力發(fā)電為例,由于風(fēng)速隨時(shí)變化,造成發(fā)電功率長(zhǎng)期處在較大區(qū)間波動(dòng)頻率上,這對(duì)于大電網(wǎng)的安全來說不是好事?!睆V西電網(wǎng)公司計(jì)劃發(fā)展部電網(wǎng)二次規(guī)劃與電源并網(wǎng)管理專責(zé)聶宇說。不僅如此,新能源發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備故障穿越能力比較弱,如果遇到突發(fā)故障,容易發(fā)生連鎖反應(yīng),影響大電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。
因此,需要為新能源發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備裝上“水龍頭”,實(shí)現(xiàn)新能源接入配電網(wǎng)的即插即用、新能源與配電網(wǎng)的優(yōu)質(zhì)互動(dòng)、新能源抵御配電網(wǎng)擾動(dòng)的穩(wěn)定運(yùn)行,綜合形成靈活互動(dòng)的新能源友好接入技術(shù)。這個(gè)“水龍頭”就是分布式虛擬同步機(jī)。該裝置使振蕩抑制能力提升了4倍,快速同步時(shí)間提升了160倍,解決了新能源發(fā)電并網(wǎng)設(shè)備的規(guī)模化可靠運(yùn)行難題。
據(jù)介紹,該項(xiàng)目還研制了10千伏多功能可控模塊化固態(tài)限流器、6千伏至35千伏靜止無功發(fā)生器和6千伏/10千伏高壓變頻器,解決了部分電能變換設(shè)備引起的電能質(zhì)量劣化、抗配電網(wǎng)擾動(dòng)能力較弱等問題,顯著提升了負(fù)荷側(cè)用電的節(jié)能降損水平和抗電網(wǎng)擾動(dòng)能力,實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)與用戶之間電能質(zhì)量問題的雙向綜合防治,形成了面向高電能質(zhì)量的友好用電技術(shù)。
據(jù)了解,這五類具備友好交互能力的電能變換設(shè)備在保障配電網(wǎng)的高可靠供電基礎(chǔ)上,提升了配電網(wǎng)的用電節(jié)能降損能力,有著顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與生態(tài)效益,每年可減少燃煤約6萬噸,減排二氧化碳約16萬噸。
從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)接受檢驗(yàn)
“我們不希望項(xiàng)目成果從實(shí)驗(yàn)室出來就進(jìn)了倉(cāng)庫,它應(yīng)該走向市場(chǎng)接受檢驗(yàn)?!边@是每一個(gè)科研工作者的心聲。
“三端口電力電子變壓器的400伏交流端口采用了4個(gè)40千伏安的功率輸出模塊并聯(lián),可以跟隨負(fù)荷的變化進(jìn)行內(nèi)存條式的靈活配置,實(shí)現(xiàn)了供電容量的冗余調(diào)節(jié)和供電可靠性的提升?!北焙9╇娋稚疾繉X?zé)洪剛介紹,新研發(fā)的三端口電力電子變壓器在廣西北海110千伏乾江變電站投運(yùn)以來,運(yùn)行情況穩(wěn)定,實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)中諧波超標(biāo)、嚴(yán)重三相不平衡、短路故障等供電隱患的主動(dòng)阻斷、治理。
在云南楚雄110千伏東瓜變電站安裝了新研發(fā)的10千伏多功能可控模塊化固態(tài)限流器。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,電能質(zhì)量調(diào)節(jié)模式切換至故障限流模式整個(gè)過程控制在12毫秒以內(nèi),電壓補(bǔ)償深度達(dá)到20%,進(jìn)一步確保了變電站的安全可靠運(yùn)行。
該項(xiàng)目成果的五類電能變換設(shè)備在新能源發(fā)電、電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)等多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域應(yīng)用推廣。值得一提的是,分布式虛擬同步機(jī)在天津中新生態(tài)城打造了世界上首個(gè)工程示范,在安徽省金寨縣光伏發(fā)電精準(zhǔn)脫貧工程中進(jìn)行了推廣運(yùn)用,同時(shí)還在江蘇、浙江等省份規(guī)?;瘧?yīng)用,為當(dāng)?shù)貛砹酥苯咏?jīng)濟(jì)效益。6千伏至35千伏高壓靜止無功發(fā)生器先后在國(guó)內(nèi)15個(gè)省份進(jìn)行推廣,部分產(chǎn)品遠(yuǎn)銷海外。6千伏/10千伏高壓變頻器也在國(guó)內(nèi)23個(gè)省份進(jìn)行推廣應(yīng)用。