11月30日,電網側帶超容構網型靜止無功發生器(SVG)項目在阿里110千伏加木變電站建成投運。這是繼電網側帶超容構網型SVG入駐110千伏當雄變電站220千伏薩嘎變電站之后,第三次在西藏安家,標志著電網側帶超容構網型SVG在西藏整體建成投運。
什么是電網側帶超容構網型SVG?這位落戶西藏電網的新成員有何神通?又和家家戶戶的用電有什么關系?
理解SVG,離不開“有功”與“無功”
開關一按,燈就亮了,簡單的操作背后大有學問。
“電”由發電廠生產經電網傳輸和配電系統分配最終輸送到千家萬戶,供大家日常使用,其間,電能轉化為熱能、機械能等被人們使用或消耗的能量,是有功功率。它的“雙胞胎兄弟”叫做無功功率,用于保障電網穩定和電壓質量。有功功率是“看得見”的能量,可以維持用電設備正常運行,無功功率則是“看不見”的能量,用于電路內電場與磁場的交換。
有功功率和無功功率,“兩兄弟”的關系怎么樣?
可以用自來水管網來類比,有功功率是“流出來的水”,無功功率是“支撐水流動的水壓”。沒有水壓,也就沒有水流,因而在電力傳輸和分配過程中,有功和無功誰也離不開誰,兩者之間的平衡,是電網穩定運行的關鍵。
說到這里,該解釋一下什么是SVG了
SVG是靜止無功發生器的英文縮寫,作為無功調節補償裝置,被廣泛應用于電網運行領域,無功功率為什么要補償?,補償無功功率對用電又有什么幫助呢?
受線路過長、負荷增多等影響,電網系統可能因無功功率不足導致系統不穩定,自動化水平低,電能損耗增加,設備老化加速,用電體驗下降,影響電力系統安全運行。
于是無功補償裝置SVG應運而生,它就像供水系統中,一個恒定水壓的高位水箱通過控制電力電子器件的通或斷,實現電流和電壓之間的相位差靈活調整。在電網面臨無功功率不足,或電壓波動等緊急情況時,SVG可以迅速響應并輸出或吸收無功功率,進而穩定電網電壓,防止大規模停電事故發生。
SVG選擇西藏的N個理由
為什么在西藏密集地建設SVG項目?,近年來西藏著力發展清潔能源產業,從極度缺電,到加快建設國家清潔能源基地。從產能方式單一,到水力、風力、太陽能、地熱能發電“齊上陣”。預計到2025年西藏清潔能源已建、在建裝機總量將突破3000萬千瓦。
但西藏電網相對薄弱,主力電源主要分布于東南部,電源距離負荷中心較遠,電力傳輸過程中無功損耗加大,電網末端無功電壓支撐能力不足了,再加上新能源本身缺乏暫態有功慣量支撐,SVG項目建設迫在眉睫。
SVG具有快速響應和靈活調節的能力,它就像腎上腺素,可以在緊急情況下,快速為人體注入新活力,綜合考慮西藏電網情況,西藏的SVG項目好比“升級版腎上腺素”,它裝備了能量密度更高充放電速率更快的超級電容器,因此叫做帶超容構網型SVG。
多一個超級電容器,這個SVG強大了多少呢?常規的SVG,通過采集電網電壓數據,進而控制輸出電流實現無功調節,“被動”提供電壓支撐,存在一定的滯后性,帶超容構網型SVG,可以通過內部控制參數,模擬電壓穩定特性。通俗點說就是,它可以“偽裝”成一個獨立電源,主動調節電壓與頻率,實現與旋轉同步調相機相同的效果,挺進新型電力系統建設“無人區”。
此次電網側帶超容構網型SVG工程,歷時6個月建成投運,建設內容包括,模塊化多電平換流器、水冷控制室、超級電容室等。工程首次采用柔性直流領域最前沿的技術模塊化多電平換流器+超容拓撲結構,首次采用超級電容和高海拔絕緣柵雙極晶體管(IGBT)元器件,代表了我國電力行業尖端技術裝備,填補了有功慣量支撐這一電力補償裝置的技術空白。
當雄站海拔4300米、薩嘎站海拔4700米、加木站海拔4300米,在西藏建設構網型SVG面臨前所未有的考驗。海拔高、氣壓低、晝夜溫差大、太陽輻射強、項目工期緊、安全管控難度大……
國網設備部組織國網西藏電力、國網直流中心、中國電科院、國網經研院、以及相關設計單位、廠家,在不到半年時間內連續攻克拓撲結構設計、超容組部件選型、高海拔高地震烈度適應、消防安全設計及試驗、緊湊化布置等多項難題。
此外,工程首次開展了高海拔冷卻系統降效超容閥泄壓防爆等真型試驗,成功研制出世界首套電網側帶超容構網型SVG設備,并基于電力系統全數字仿真(ADPSS)、實時數字模擬(RTDS)、電磁暫態仿真(PSCAD)、電力系統分析綜合程序(PSASP)等,對設備各項功能和性能開展了全面校驗,為西藏今冬明春電力保供提供有力支撐。
從“用上電”到“用好電”再到“送綠電”,西藏(藏中)新型電力系統正在挺進更多“無人區”,三項工程的建成投運將提升西藏那曲、阿里地區受電能力共計40兆瓦,將更好消納清潔綠電,為西藏電網冬季保供和安全穩定運行注入一劑“強心針”。
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