西門子推出的HVDC PLUS輸電技術(shù)將在今后幾十年內(nèi)為基于可再生能源的電力供應(yīng)打下基礎(chǔ)。
在理想情況下,可再生能源本應(yīng)取自何處,就用之何處。然而,現(xiàn)實情況并非始終如此。譬如,海上風(fēng)電場生產(chǎn)的電力必須輸送至沿海地區(qū)。這一過程通常需要使用高壓直流輸電線路(HVDC)。當輸電電纜長度**過80公里時,HVDC是較為高效的解決方案。HVDC系統(tǒng)通過換流站將海上風(fēng)電場產(chǎn)生的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。這些直流電在被輸送至陸地后,又會經(jīng)換流站轉(zhuǎn)換回交流電。舉例來說,通過這一過程,北海上的一條海上直流輸電線路可以實現(xiàn)**4%的輸電損耗。
陸地上的太陽能發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)電場和水電站產(chǎn)生的電力往往需要跨越遙遠的距離才能到達城市地區(qū)。例如,為了將德國北部風(fēng)電場產(chǎn)生的電能傳輸至南部地區(qū),一條總長度達3800公里的新輸電線路正在規(guī)劃之中。這一項目同樣采用直流輸電。西門子能源業(yè)務(wù)的HVDC換流器產(chǎn)品開發(fā)主管J?rg Dorn表示:“這些電力高速公路將構(gòu)成未來電力網(wǎng)絡(luò)的骨干。”
圖為工人在西門子紐倫堡工廠內(nèi)進行HVDC PLUS傳輸單元的最后組裝。
這并不足為奇。因為輸電容量為2500兆瓦的三相交流輸電系統(tǒng)在800公里的輸電距離內(nèi)會產(chǎn)生約9%的輸電損耗,而直流輸電可以將損耗降低30%到50%不等。從2010年起,西門子在中國建成的一套HVDC系統(tǒng)就證明了直流輸電線路能夠成功運行。這套系統(tǒng)的輸電容量高達5000兆瓦,可將在云南的水電站生產(chǎn)的電力輸送至遠在1400公里之外的廣東省內(nèi)的大城市。通過取代由燃煤產(chǎn)生的補充電力,廣東省每年可減排二氧化碳約3000萬噸。
不僅如此,HVDC輸電還有一個*特的優(yōu)點,它可以將由于電網(wǎng)頻率不同而在技術(shù)上不可兼容的三相交流電網(wǎng)連接起來。因此,對西門子來說,繼續(xù)優(yōu)化HVDC技術(shù)是明智之舉。目前,西門子是**良好的HVDC系統(tǒng)制造商之一,擁有約40%的市場份額。
隔離故障
在一些應(yīng)用場景中,使用傳統(tǒng)HVDC技術(shù)需要耗費大量的精力且成本高昂,西門子為此開發(fā)出了專門的HVDC解決方案。比如說,2010年,HVDC PLUS技術(shù)被**使用,通過一條穿越東灣區(qū)的長85公里的電纜將坐落于加利福尼亞州州匹茲堡的天然氣電廠生產(chǎn)的電力輸送至舊金山市中心。
鞋盒大小的設(shè)備被捆綁安裝到像這樣的換流塔中。這種塔有助于穩(wěn)定輸電系統(tǒng)。
HVDC PLUS設(shè)施能帶來諸多益處。比方說,不同于傳統(tǒng)HVDC系統(tǒng),HVDC PLUS通常不要求在電網(wǎng)中使用交流濾波器。這是因為在HVDC PLUS系統(tǒng)中,電流轉(zhuǎn)換所需的絕緣柵雙較晶體管(IGBT)模塊能夠以高度智能的方式實現(xiàn)精準開關(guān),從而讓換流過程產(chǎn)生接近理想的電流和電壓波形。這樣就*使用濾波器,從而節(jié)省了空間,使HVDC PLUS解決方案較其適用于如海上風(fēng)電場等系統(tǒng)。當然,西門子還在堅持不懈地改進其電力電子系統(tǒng)。例如,在2016年8月于巴黎舉辦的**大電網(wǎng)**(CIGRE)展會上,西門子發(fā)布了性能是以往型號的兩倍的IGBT模塊。這意味著實現(xiàn)規(guī)定性能所需的模塊數(shù)量較少,從而可以節(jié)省更多空間。
不僅如此,盡管常規(guī)HVDC系統(tǒng)需要在有輸電干線電壓的情況下才能從交流電轉(zhuǎn)換為直流電,HVDC PLUS設(shè)施可自行產(chǎn)生這種電壓。由此帶來的好處是,當輸電線上的電壓發(fā)生中斷,或當某個電廠徹底停機時,這項新技術(shù)能夠自行生成干線電壓,實現(xiàn)“黑啟動”,從而降低斷電風(fēng)險。
除此之外,如果高架電力線遭遇雷擊,那么采用全橋技術(shù)的新一代發(fā)電換流器將允許系統(tǒng)在短短數(shù)百毫秒內(nèi)多次重新啟動,確保故障被隔離而不擴散。
圖為在法國與西班牙間的HVDC輸電線路上位于法國境內(nèi)的Baixas換流站的換流廳。
深埋地底還是架空
傳統(tǒng)HVDC技術(shù)已融合了40多年持續(xù)研發(fā)所**的成果,而HVDC PLUS技術(shù)則相對較新。不過,西門子已在對其進行進一步研發(fā)。目前,功率較大的HVDC PLUS系統(tǒng)連接法國Baixas與西班牙Santa Llogaia。它長65公里,有兩套系統(tǒng),通過兩條輸電容量各為1000兆瓦的地下電纜輸送電力。迄今為止,HVDC PLUS技術(shù)一直被用于地下電纜線路。然而,借助采用全橋技術(shù)的新型IGBT模塊,計劃在2022年之前竣工的貫穿德國南北、長340公里的Ultranet輸電線路,將能夠使用輸電容量高達2000兆瓦的靈活、可靠的高架線路。Ultranet項目只是朝著未來覆蓋全歐洲的、基于可再生能源的直流電網(wǎng)邁出的第一步,歐洲電力輸電系統(tǒng)運營商網(wǎng)絡(luò)預(yù)計將在2050年建成這個電網(wǎng)。這些系統(tǒng)以及其他概念都旨在滿足今后幾十年的能源供應(yīng)要求。
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西門子PLC模塊中通訊模塊CP和接口模塊IM有什么區(qū)別?
PLC不需要大量的活動元件和連接電子元件。它的連接大大降低。同時,系統(tǒng)維護簡單,維護時間短。Plc該設(shè)計采用了一系列可靠的設(shè)計方法。例如:冗余設(shè)計。斷電保護、故障診斷和信息保護與恢復(fù)。PLC它是一種專門為工業(yè)生產(chǎn)過程控制而設(shè)計的控制裝置,具有比通用計算機控制較簡單的編程語言和較可靠的硬件。使用簡化的編程語言。編程錯誤率大大降低。接口模塊用于擴展主機架。通信模塊PLC通信協(xié)議通常與不同的設(shè)備通信Mo
從0到1.28%再到2.09% 西門子以創(chuàng)新理念實現(xiàn)對GC100壓縮機的升級改造 為應(yīng)對兩萬空分市場的激烈競爭,西門子對GC100壓縮機進行了升級改造。升級版GC100壓縮機的流量提高13.4%,效率提高2.09%,不僅滿足了市場需求,還在價格優(yōu)勢與高效率兩方面實現(xiàn)了高度優(yōu)化。 “這個新產(chǎn)品將幫我們進一步打開市場!” 在西門子大廈的一間會議室里,張陳慧和王慧秀正站在貼滿各種圖表和幻燈片的墻邊與同
**停息的風(fēng) 有朝一日,浮式風(fēng)電場將能在不適于建造固定樁基海上風(fēng)電場的深海海域一展身手。通過與挪威國家石油公司合作,西門子正在克服打造這種浮式系統(tǒng)所涉及的技術(shù)難題。目前,兩家公司正攜手在蘇格蘭沿海建造****座浮式風(fēng)電場。從2017年底開始,5臺6兆瓦風(fēng)機將為約2萬戶家庭提供電能。 25年前,****大型海上風(fēng)電場在丹麥洛蘭島沿海建成,這在當時曾造成轟動。11臺風(fēng)機相鄰排列,扎根在水下數(shù)米深。在
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