產(chǎn)品目錄 | Product catalog
近幾十年特別是進(jìn)入21世紀(jì),隨著世界各國(guó)對(duì)清潔能源發(fā)展的重視和新能源技術(shù)的快速發(fā)展,風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電進(jìn)入規(guī)模化開發(fā)利用的新階段。但是,新能源的波動(dòng)性、間歇性等特點(diǎn),以及不具備調(diào)頻、調(diào)壓等主動(dòng)支撐能力的特性,給新能源消納和電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這一世界性難題一直橫亙?cè)诟鲊?guó)能源電力行業(yè)人士的面前。
到底有沒有一種設(shè)備、一項(xiàng)技術(shù)能解決這個(gè)問題呢?答案是肯定的,有一種聽起來很艱澀的技術(shù)——虛擬同步發(fā)電機(jī),可以較好地解決這個(gè)問題。
虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù),是一種通過模擬同步發(fā)電機(jī)組的機(jī)電暫態(tài)特性,使采用變流器的電源具有同步發(fā)電機(jī)組的慣量、阻尼、一次調(diào)頻、無功調(diào)壓等并網(wǎng)運(yùn)行外特性的技術(shù)。具備虛擬同步機(jī)功能的新能源電站,可使新能源具備與火電機(jī)組接近的外特性,對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定起到支撐作用,是解決新能源發(fā)電在并網(wǎng)穩(wěn)定性方面“先天不足"問題的有效手段。“虛擬同步機(jī)技術(shù)能夠使新能源機(jī)組由‘我行我素’地‘自轉(zhuǎn)’變?yōu)閰f(xié)調(diào)統(tǒng)一地‘公轉(zhuǎn)’,主動(dòng)支撐電網(wǎng)頻率、電壓,有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。"中國(guó)電科院配電研究所微網(wǎng)研究室主任吳鳴說。
美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)工作組在1997年就第一次提出了虛擬同步機(jī)的概念。對(duì)于這樣的技術(shù),發(fā)展新能源較早的西方國(guó)家自然不會(huì)放過。1997年之后的20年間,對(duì)虛擬同步發(fā)電機(jī)技術(shù)的攻關(guān)一直在持續(xù)。比利時(shí)魯汶大學(xué)、加拿大多倫多大學(xué)、英國(guó)利物浦大學(xué)相繼投入研發(fā)。但截至目前,國(guó)外仍處于理論研究與實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)(百千瓦級(jí))研制階段,尚未有工程應(yīng)用。
在西方國(guó)家全力攻關(guān)這一技術(shù)的同時(shí),中國(guó)也瞄準(zhǔn)了這一領(lǐng)域。作為全球并網(wǎng)風(fēng)電、光伏發(fā)電最大的電網(wǎng),中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)迫切需要解決新能源大規(guī)模并網(wǎng)消納、保障大電網(wǎng)安全穩(wěn)定的問題。然而,這一世界難題并沒有任何經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,必須從零開始,自己摸索出一條路來。
一、功能特點(diǎn)(LYXW9000三相多功能相位伏安表操作十分方便)
三路電壓、三路電流矢量同屏顯示,對(duì)于復(fù)雜差動(dòng)保護(hù)裝置可采用雙鉗法進(jìn)行多次測(cè)量*終繪制出完整的六角圖。
采用鉗形電流互感器接線,不用斷開電流回路,安全方便。
可進(jìn)行復(fù)雜保護(hù)裝置的矢量分析,判斷接線是否正確,并給出正確的接線圖以供對(duì)比。
可進(jìn)行常規(guī)電參量測(cè)試,同時(shí)顯示三相電壓、三相電流、三相有功功率、三相視在功率、三相相位角;并可直讀折算到互感器一次側(cè)的電壓幅值、電流的幅值、功率的數(shù)值。
可進(jìn)行三相三線高壓計(jì)量裝置錯(cuò)誤接線檢查,能對(duì)三相三線48種接線進(jìn)行分析判斷,直接給出分析結(jié)果;查處惡意改變計(jì)量接線的竊電手段,有效避免電費(fèi)流失。
可進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)被測(cè)信號(hào)的諧波分析,能分析出2-50次諧波的各次含量,自動(dòng)計(jì)算出總諧波失真度。
大屏幕、高亮度的彩色液晶顯示,全漢字圖形化菜單及操作提示實(shí)現(xiàn)友好的人機(jī)對(duì)話,硅膠觸摸按鍵使操作更舒適、手感更佳,液晶寬溫、帶亮度調(diào)節(jié),適應(yīng)冬夏各季環(huán)境應(yīng)用。
大容量鋰電池供電,連續(xù)工作長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)。
用戶可隨時(shí)將測(cè)試的數(shù)據(jù)以記錄的形式保存下來,以供集中統(tǒng)一管理、備案、查閱,可存儲(chǔ)2000組以上的數(shù)據(jù)。
可將保存的記錄上傳到后臺(tái)管理計(jì)算機(jī),進(jìn)行綜合分析,評(píng)審。
具備萬年歷、時(shí)鐘功能,實(shí)時(shí)顯示測(cè)試工作進(jìn)行的日期及時(shí)間。
體積小、重量輕,便于現(xiàn)場(chǎng)使用。
預(yù)留USB接口,可用儀器來替代優(yōu)盤等移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備。
二、技術(shù)指標(biāo)(LYXW9000三相多功能相位伏安表操作十分方便)
輸入特性
電壓通道數(shù)量:3通道
電壓測(cè)量范圍:0~450V
電壓顯示位數(shù):6位
電流通道數(shù)量:3通道
電流測(cè)量范圍:0~10A
電流顯示位數(shù):6位
相位測(cè)量范圍:-180°~+180°
諧波分析次數(shù):2~50次
準(zhǔn)確度
電壓:±0.2%
電流、功率:±0.5%
相角:±2°
諧波電壓含有率測(cè)量偏差:≤0.3%
諧波電流含有率測(cè)量偏差:≤0.5%
工作溫度:-15℃~ +40℃
充電電源:交流160V~260V
絕緣:⑴、電壓、電流輸入端對(duì)機(jī)殼的絕緣電阻≥100M?。
⑵、工作電源輸入端對(duì)外殼之間承受工頻2KV(有效值),歷時(shí)1分鐘實(shí)驗(yàn)。
體積:250mm×160mm×60mm
重量:1.8Kg
三、結(jié)構(gòu)外觀(LYXW9000三相多功能相位伏安表操作十分方便)
(一)、外型尺寸及面板布置
儀器外形正視如圖一:
儀器正面上方是液晶顯示屏,下方是按鍵區(qū),頂端為接線部分,包括:四個(gè)電壓輸入端子UA、UB、UC、UN;三個(gè)電流輸入接口(A相電流鉗接口Ia、B相電流鉗接口Ib、C相電流鉗接口Ic)。
儀器的外接接口在右側(cè),(見圖二)。在后支架打開時(shí),可露出接口部分,包括以下三部分:
232串行口(用于上傳保存的數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī));同時(shí)還可用來更新程序;注意:本接口與電腦的連接必須用隨機(jī)配備的通訊電纜,普通串口線不適合本接口的使用。
充電器接口,用于連接充電器,當(dāng)儀器電量不足時(shí)將充電器接到此接口給儀器進(jìn)行充電。
USB接口,通過數(shù)據(jù)線可連接電腦,將儀器內(nèi)存儲(chǔ)卡做為大容量存儲(chǔ)器使用。側(cè)面圖見右側(cè)圖二。
儀器的外包裝箱外型尺寸,如圖三所示:
(二)、鍵盤操作
鍵盤共有30個(gè)鍵,分別為:開關(guān)、存儲(chǔ)、查詢、設(shè)置、切換、↑、↓、←、→、?、退出、自檢、幫助、數(shù)字1、數(shù)字2(ABC)、數(shù)字3(DEF)、數(shù)字4(GHI)、數(shù)字5(JKL)、數(shù)字6(MNO)、數(shù)字7(PQRS)、數(shù)字8(TUV)、數(shù)字9(WXYZ)、數(shù)字0、小數(shù)點(diǎn)、#、輔助功能建F1、F2、F3、F4、F5。
各鍵功能如下:
開關(guān)鍵:用來控制儀器工作電源的開啟和關(guān)閉;使用方法是:按住此鍵2秒鐘以上,然后松開。
↑、↓、←、→鍵:光標(biāo)移動(dòng)鍵;在主菜單中用來移動(dòng)光標(biāo),使其指向某個(gè)功能菜單,按確認(rèn)鍵即可進(jìn)入相應(yīng)的功能;在參數(shù)設(shè)置功能屏狀態(tài)下,上下鍵用來切換當(dāng)前選項(xiàng),左、右鍵改變數(shù)值。另外,↓還可以用于顯示子目錄菜單。
?鍵:確認(rèn)鍵;在主菜單下,按此鍵顯示菜單子目錄,在子目錄下,按下此鍵即進(jìn)入被選中的功能,另外,在輸入某些參數(shù)時(shí),此鍵確定開始輸入和結(jié)束輸入。
退出鍵:返回鍵,按下此鍵均直接返回到主菜單。
存儲(chǔ)鍵:在差動(dòng)分析功能界面下應(yīng)用,用來存儲(chǔ)測(cè)試結(jié)果為記錄的形式。
查詢鍵:用來瀏覽已存儲(chǔ)的記錄內(nèi)容。
設(shè)置鍵:保留功能,暫不用。
切換鍵:保留功能,暫不用。
自檢鍵:儀器調(diào)試過程中用來燒字庫(kù),此功能用戶不需用。
幫助鍵:用來顯示幫助信息。
數(shù)字(字符)鍵:用來進(jìn)行參數(shù)設(shè)置的輸入(可輸入數(shù)字或字符)。
小數(shù)點(diǎn)鍵:用來在設(shè)置參數(shù)時(shí)輸入小數(shù)點(diǎn)。
#鍵:保留功能,暫不用。
F1、F2、F3、F4、F5鍵:輔助功能鍵(快捷鍵)。用來快速進(jìn)入輔助功能界面或?qū)崿F(xiàn)提示信息提示的相應(yīng)功能。
“后來而上"區(qū)區(qū)四個(gè)字,背后是無數(shù)科研和一線人員的努力和付出。國(guó)家電網(wǎng)公司能在短短五年里一舉攻克西方國(guó)家20年未能突破的技術(shù),絕非偶然。
新能源虛擬同步機(jī)科技示范工程是攻克新能源虛擬同步機(jī)技術(shù)的關(guān)鍵。公司高度重視示范工程建設(shè),將其列為國(guó)家電網(wǎng)公司10個(gè)科技創(chuàng)新示范工程之一。為確保工程質(zhì)量,公司科技部組織相關(guān)單位深入研究,反復(fù)論證,周密籌備,確定改造施工方案,以專業(yè)化支撐和精益化落實(shí)為保障,多維度搭建“統(tǒng)籌總攬、上下協(xié)同、分工明確"聯(lián)合工作組織體系。從一開始,公司就以明確的時(shí)間表、路線圖和任務(wù)池,集全公司之力、聚全公司之智開展研發(fā)。
這的確是一塊難啃的硬骨頭。而具體承擔(dān)研發(fā)的國(guó)網(wǎng)冀北電力協(xié)同中國(guó)電科院、許繼集團(tuán)、南瑞集團(tuán)等單位,決心協(xié)力啃下這塊硬骨頭。
幾家單位分工協(xié)作,迅速研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)和裝備。中國(guó)電科院在關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、標(biāo)準(zhǔn)制定和試驗(yàn)檢測(cè)等方面做了大量工作。南瑞集團(tuán)著重開展虛擬同步機(jī)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),實(shí)現(xiàn)了光伏、儲(chǔ)能、風(fēng)電多領(lǐng)域虛擬同步機(jī)裝備產(chǎn)品化。許繼集團(tuán)則承擔(dān)了虛擬同步機(jī)工程中三種虛擬同步機(jī)設(shè)備的研究開發(fā)與設(shè)備供貨。
一項(xiàng)新興技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用過程中,問題總會(huì)不斷出現(xiàn)。就在2017年12月,距離新能源虛擬同步機(jī)科技示范工程啟動(dòng)的日子越來越近,許繼集團(tuán)新能源技術(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)在調(diào)頻過程中遇到了一個(gè)棘手的問題:頻率波動(dòng)太大、控制精度達(dá)不到。對(duì)此,大家意見不一。有人說,這應(yīng)該是控制參數(shù)設(shè)置不合理造成的,需要優(yōu)化控制參數(shù);有人則認(rèn)為,是電網(wǎng)本身頻率波動(dòng)太大。整整三天三夜,大家都在討論這個(gè)問題。突然有人說,要不,試試增加濾波處理?順著這個(gè)思路,多次試驗(yàn)之后,問題終于得到解決。在示范工程建設(shè)過程中,這種情況很常見。各個(gè)單位的研發(fā)團(tuán)隊(duì)咬定青山不放松,攻克了一個(gè)又一個(gè)難題。
經(jīng)過艱苦努力,虛擬同步機(jī)核心技術(shù)在兩年之內(nèi)得以全面掌握:構(gòu)建了虛擬同步機(jī)應(yīng)用理論;成功研制了三類虛擬同步機(jī)裝置;建立了虛擬同步機(jī)裝備試驗(yàn)檢測(cè)體系;全面驗(yàn)證了虛擬同步機(jī)的性能;提出了虛擬同步機(jī)應(yīng)用推廣建議。
技術(shù)人員攻克了由理論到實(shí)踐的諸多難題,成功改造了現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)的控制軟件、光伏發(fā)電的逆變器和控制系統(tǒng)。示范工程共改造59臺(tái)風(fēng)機(jī)、容量11.8萬千瓦,改造24臺(tái)500千瓦光伏逆變器、容量1.2萬千瓦,新建2套0.5萬千瓦電站式虛擬同步機(jī)。
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