不僅能應(yīng)對斷電，來看UPS電源還能為光熱電站帶來什么？
發(fā)布者：walt | 來源：CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 9708查看 | 2017-09-27 16:49:00
——CSPPLAZA會員單位巡回調(diào)研活動走進(jìn)青島艾迪森科技股份有限公司
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道：在光熱電站的廠用電系統(tǒng)中，有多種多樣的用電設(shè)備，包括常規(guī)島系統(tǒng)中的電氣系統(tǒng)、汽輪機(jī)、水處理系統(tǒng)等，以及光熱電站所特有的熔鹽泵、跟蹤系統(tǒng)等，這些用電設(shè)備所耗電力通常來自于電網(wǎng)購電，一個商業(yè)化電站的廠用電占總發(fā)電量的比例約在10%左右。
在以光熱電站用電設(shè)備組成的這樣一個小型的供電系統(tǒng)中，由于光熱電站受太陽輻照強(qiáng)度波動的影響而需要經(jīng)常性地進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的啟停，使得上述用電負(fù)載產(chǎn)生大量諧波，進(jìn)而對這一小型電網(wǎng)造成污染，降低供電質(zhì)量，并危害用電設(shè)備的安全運(yùn)行。以塔式光熱電站的定日鏡跟蹤系統(tǒng)為例，供電質(zhì)量不穩(wěn)定則將造成跟蹤系統(tǒng)響應(yīng)不及時甚至無法響應(yīng)，進(jìn)而影響聚光精度甚至可能造成集熱器燒毀等極端事故。
那么，如何解決這一問題？為光熱電站配置高供電品質(zhì)且不間斷供電的交流電源即UPS不間斷電源即可使上述問題迎刃而解。
9月20日下午，由CSPPLAZA主辦、北京天瑞星光熱技術(shù)有限公司協(xié)辦的CSPPLAZA會員單位全國性巡回調(diào)研活動走進(jìn)UPS電源廠商青島艾迪森科技股份有限公司（以下簡稱“青島艾迪森”），青島艾迪森總經(jīng)理王照忠、副總經(jīng)理李永晨等人接待了調(diào)研團(tuán)一行。
圖：調(diào)研團(tuán)人員合影
在此間舉辦的座談會上，王照忠介紹稱，UPS不間斷電源通過其中的整流等模塊電路將廠用交流電轉(zhuǎn)換成直流電，利用蓄電池儲存電能，再將電池的直流電，通過逆變器轉(zhuǎn)換成交流電向負(fù)載供電。通過這樣一個轉(zhuǎn)換過程，可清除電網(wǎng)諧波的影響，改善供電質(zhì)量，應(yīng)對如電源斷電，電壓下陷，電源干擾、浪涌、波動、突波，交換瞬變等對用電設(shè)備造成的危害。
圖：座談會現(xiàn)場
據(jù)悉，青島艾迪森成立于1998年，是一家專注于解決電網(wǎng)供電質(zhì)量以及工業(yè)電源技術(shù)問題的高新技術(shù)企業(yè)，一直以來致力于提供精細(xì)化智能化電源質(zhì)量解決方案。截至目前，在光熱發(fā)電領(lǐng)域，青島艾迪森已經(jīng)為天津?yàn)I海阿克塞800米熔鹽槽式試驗(yàn)回路提供2臺30KVAUPS產(chǎn)品。此外，其還為摩洛哥Noor2及Noor3光熱電站的常規(guī)島和儲熱島提供了4臺60KVA和1臺15KVAUPS產(chǎn)品，積累了一定的光熱電站服務(wù)業(yè)績和經(jīng)驗(yàn)。
在光熱電站系統(tǒng)中，在常規(guī)島和儲熱島上配置UPS不間斷電源基本上沿襲的是傳統(tǒng)電廠和化工廠的做法，存在爭議的是為大規(guī)模的鏡場跟蹤控制系統(tǒng)配備UPS電源的必要性，特別是塔式熔鹽電站，因定日鏡規(guī)模較大，且均采用電驅(qū)動方式跟蹤，如果要為其配備UPS,則往往投資額在千萬元以上級別，這樣的巨額投入往往讓部分項目方徘徊不決。
這種投入是否值得？王照忠表示，UPS不間斷電源在光熱發(fā)電系統(tǒng)中的價值目前沒有被充分重視，才會有項目方認(rèn)為不需要配置UPS，但事實(shí)上，相對配置UPS為光熱電站鏡場系統(tǒng)帶來的安全性收益，這些投入是必須的。
輕松應(yīng)對突發(fā)斷電情況
在光熱電站鏡場系統(tǒng)中，如廠用電突然中斷供應(yīng)，定日鏡跟蹤系統(tǒng)將失效，輕則可能造成聚光失效，重則可能造成吸熱器過熱損毀，因此，必須為鏡場系統(tǒng)配備后備電源系統(tǒng)，以應(yīng)對臨時斷電情況。
目前常見的鏡場系統(tǒng)備用供電方式有鉛酸電池UPS電源系統(tǒng)、柴油發(fā)電機(jī)組和超級電容備用電源三類。前兩者的供電原理類似，均采用集中式后備電源系統(tǒng)，若發(fā)生斷電，UPS電源可瞬時恢復(fù)供電，而柴油發(fā)電機(jī)則需要臨時啟動發(fā)電以恢復(fù)供電。而超級電容備用電源則是一種分布式備用電源系統(tǒng)，每臺定日鏡配置一個由若干支超級電容器單體組成的模組作為后備電源。
理論上來看，以上三種方式均可應(yīng)對臨時斷電情況。王照忠表示，超級電容的成本比鉛酸電池高很多。柴油發(fā)電機(jī)成本較低，但應(yīng)急能力不強(qiáng)。鉛酸電池UPS電源系統(tǒng)成本適中，反應(yīng)迅速。在廠用電斷電后零點(diǎn)幾毫秒內(nèi)就能做出迅速反應(yīng)，配合DCS控制系統(tǒng)恢復(fù)電站的正常工作，同時能避免控制數(shù)據(jù)丟失，這也是與光熱電站對安全性要求高最契合的一種備用供電方式。
UPS可有效改善供電質(zhì)量
單純地應(yīng)對斷電突發(fā)情況，配備UPS電源實(shí)屬大材小用，UPS的核心能力在于其能有效改善電廠供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。而這，也是光熱電站鏡場系統(tǒng)中是否應(yīng)該配置UPS的爭議所在。
由于光熱電站的相關(guān)設(shè)備需要頻繁啟停，如汽輪機(jī)、熔鹽泵及定日鏡跟蹤系統(tǒng)等在運(yùn)行過程中都會對局域電網(wǎng)產(chǎn)生影響，造成電壓不穩(wěn)定，產(chǎn)生非正弦周期性諧波電流，使電能的傳輸和利用效率降低，造成電氣設(shè)備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。另外，諧波可引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振，使諧波含量放大，造成電容器等設(shè)備燒毀。
對此，王照忠指出，光熱電站所采用的在線式UPS系統(tǒng)通過整流和濾波，使電站運(yùn)行過程中產(chǎn)生的諧波影響最小化。UPS系統(tǒng)安裝完成后即一直處于工作狀態(tài)，對光熱電站局域電網(wǎng)起到保證電源質(zhì)量、穩(wěn)定電壓的作用，并有效保障相關(guān)設(shè)備的安全。
王照忠表示，光熱電站利用太陽能發(fā)電，設(shè)備頻繁啟停，其供電系統(tǒng)受到污染的程度比傳統(tǒng)電廠要大很多，良好的供電質(zhì)量是確保相關(guān)設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提。在電站運(yùn)行期間，需要維持對電能質(zhì)量的優(yōu)化，否則即便是在沒有發(fā)生斷電事故的情況下，因供電質(zhì)量波動，也可能使定日鏡跟蹤系統(tǒng)宕機(jī)。對此，光熱發(fā)電行業(yè)需要予以格外重視。
減小蓄電池容量或可降低UPS成本
李永晨坦言，“在與部分光熱示范項目業(yè)主及采購方溝通的過程中，我們發(fā)現(xiàn)他們對UPS產(chǎn)品的需求和用處還不太明確，甚至對是否在電站中應(yīng)用UPS還不確定，這其中，成本問題是其中一個主要障礙?！?/div>
目前UPS產(chǎn)品一般采用全密封的免維護(hù)鉛酸蓄電池作為儲能裝置，而蓄電池作為UPS的重要組成部分，在UPS生產(chǎn)成本中占比約為50%。針對這一情況，青島艾迪森表示，在縮短蓄電池后備時間并滿足應(yīng)急需求的前提下，降低蓄電池的存儲能力是降低光熱電站系統(tǒng)UPS采購成本的選擇。
王照忠補(bǔ)充道，目前在光熱電站中，同時配置UPS和柴油發(fā)電機(jī)組是非常必要的。在日常供電狀態(tài)，利用UPS對供電質(zhì)量進(jìn)行持續(xù)優(yōu)化，在廠用電斷電后，UPS可以先發(fā)揮其應(yīng)急優(yōu)勢，隨后利用后者備用供電時間長的優(yōu)勢為光熱電站供電，這樣既可降低備用供電成本，同時也能保證電站的安全運(yùn)行。我們建議，對于光熱電站的鏡場UPS電源配置10分鐘的電池存儲能力即可滿足要求，而這將大大縮減其采購成本。
在談及國內(nèi)外UPS產(chǎn)品差異時，王照忠表示，在產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)方面，兩者并無差異，而且國內(nèi)UPS相關(guān)配件的生產(chǎn)組裝和加工工藝已經(jīng)非常成熟。不同的是，國外元器件產(chǎn)品的性能較好，使用壽命較長，可靠性相對更佳。但國產(chǎn)UPS產(chǎn)品在性能價格比、定制能力以及項目、產(chǎn)品的服務(wù)質(zhì)量上要優(yōu)于國外產(chǎn)品。
此外，鑒于西北地區(qū)特殊的的氣候條件，青島艾迪森也對此進(jìn)行了特殊的設(shè)計和研發(fā)，例如，在零部件選型上選擇工作溫度范圍非常寬的零部件，并定制部分零部件；在產(chǎn)品設(shè)計時考慮冗余散熱，增加空調(diào)散熱；增大設(shè)計余量，降低溫升的上升速度。王照忠表示，我們致力于了解客戶需求，并結(jié)合項目實(shí)地情況進(jìn)行針對性的產(chǎn)品設(shè)計，為客戶提供定制化的產(chǎn)品。
圖：參觀青島艾迪森生產(chǎn)車間
在參觀青島艾迪森UPS生產(chǎn)基地時，調(diào)研團(tuán)人員看到了廠區(qū)內(nèi)擺放整齊的UPS成品及半成品。王照忠向隨團(tuán)人員講解了青島艾迪森在產(chǎn)品生產(chǎn)細(xì)節(jié)方面的優(yōu)化設(shè)計。
作為CSPPLAZA平臺會員，王照忠代表青島艾迪森在本次調(diào)研活動中接受了CSPPLAZA主編胡喜鵬頒發(fā)的會員單位牌匾。
圖：會員單位授牌儀式
關(guān)于青島艾迪森科技股份有限公司
青島艾迪森科技股份有限公司創(chuàng)建于1998年，是一家專注于解決電網(wǎng)供電質(zhì)量以及工業(yè)電源技術(shù)問題的高新技術(shù)企業(yè)，其主要市場涉及火力發(fā)電、石油化工、煤化工、核電、光伏發(fā)電及電動汽車電子等新能源行業(yè)。其主要產(chǎn)品與服務(wù)包括：工業(yè)級不間斷電源、核級不間斷電源、風(fēng)能變流器、電池以及相關(guān)配套服務(wù)等。其UPS1+1冗余高速DSP數(shù)字控制技術(shù)、1+1冗余數(shù)字整流技術(shù)、N+1冗余高頻逆變技術(shù)、1+1冗余高速STS技術(shù)、四象限雙向高頻變換器技術(shù)、控制電源分布式供電冗余設(shè)計、不間斷電源系統(tǒng)設(shè)備生命周期管理等已處在國際同行業(yè)的前沿；具備32位DSP全數(shù)字控制、12脈沖/18脈沖多相可控整流、獨(dú)一無二的遠(yuǎn)程維護(hù)測試技術(shù)；“電力專用UPS系統(tǒng)”是電力行業(yè)唯一的全冗余UPS，“工業(yè)UPS系統(tǒng)”技術(shù)也已領(lǐng)先于國內(nèi)同行業(yè)的產(chǎn)品。
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