一、拓撲省電
節(jié)約成本=變壓器容量*損耗率*利用率*電價
以10Mvar容量機型為例,變壓器損耗為0.5%,年利用率為300天,則年節(jié)約成本=10M*0.5%*300*24=360000元。即選用特變電工直掛式TSVG,每年節(jié)約用電成本36萬元。
圖1.特變電工TSVG拓撲結(jié)構(gòu)圖
二、散熱系統(tǒng)省電
圖2.風(fēng)機分組啟停示意圖
如上圖所示,以35KV 30MVar 箱式直掛機型為例:12臺風(fēng)機分為三組,共用一個風(fēng)道,由三個接觸器獨立控制,根據(jù)當(dāng)前IGBT結(jié)溫和負載量由主控決定三組風(fēng)機的投切。投切函數(shù)示意圖如下:
為了避免一組風(fēng)機無法運行時影響整機的散熱效果,系統(tǒng)可以自動啟動后續(xù)組風(fēng)機來實現(xiàn),例如:如果A相風(fēng)機過熱或者接觸器無法吸合,系統(tǒng)將自動啟動B組風(fēng)機來接替A組工作。
三組風(fēng)機的啟停曲線可以根據(jù)環(huán)境溫度自動修正,當(dāng)環(huán)境溫度較高時,曲線整體向左下方向移動,當(dāng)環(huán)境溫度較低時,曲線整體向右上方向移動。
TSVG能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)機分組啟停的一個結(jié)構(gòu)上的關(guān)鍵點是出風(fēng)口采用了自垂式百頁,這種百頁在風(fēng)機運行時自動抬起,保證良好的出風(fēng)性能;風(fēng)機停止時,百頁自動下垂,有效的使風(fēng)道封閉,這在做風(fēng)機分組啟停時,未啟動的風(fēng)機組出風(fēng)口自動關(guān)閉,保證了整機風(fēng)道的完整性,防止風(fēng)道短路的發(fā)生,保證了鏈節(jié)的可靠散熱。
圖4.a風(fēng)機運行時自垂式百頁打開 b.風(fēng)機停止運行時自垂式百頁落下,風(fēng)道關(guān)閉
三、并機系統(tǒng)省電
TSVG內(nèi)置了每種機型負載量和損耗之間的關(guān)系,應(yīng)用在并機系統(tǒng)中,TSVG可以根據(jù)目前并機系統(tǒng)所需的負荷量,選取損耗最小的方式確定并機臺數(shù),進行負荷分配,達到性能和損耗的最佳平衡點。
圖5. 12Mvar升壓機型效率圖表
上圖為12Mvar升壓機型效率圖表,列出了電抗器、IGBT等的損耗數(shù)據(jù)。在組成并機系統(tǒng)時,主機會綜合SVG主體、連接變壓器或電抗器、散熱系統(tǒng)的綜合損耗數(shù)據(jù),根據(jù)當(dāng)前控制模式下的負荷需求,智能決定并機臺數(shù)及分配負荷,達到效率與性能的最優(yōu)。
圖6. 并機系統(tǒng)圖
以上圖4臺12MVar TSVG并機系統(tǒng)為例,主機運行在恒電壓模式,動態(tài)控制PCC點電壓,從機作為無功源接收主機的調(diào)度,某種工況下,假如主機計算出需要12MVar無功來保證PCC點母線的穩(wěn)定,則根據(jù)并機能耗曲線計算,2臺SVG各發(fā)6MVar無功即可滿足要求,這時主機會根據(jù)優(yōu)先級控制兩臺SVG脫網(wǎng)以減小損耗,留下兩臺SVG繼續(xù)掛網(wǎng)運行來滿足無功需求。
節(jié)約成本=變壓器容量*損耗率*利用率*電價
以10Mvar容量機型為例,變壓器損耗為0.5%,年利用率為300天,則年節(jié)約成本=10M*0.5%*300*24=360000元。即選用特變電工直掛式TSVG,每年節(jié)約用電成本36萬元。
圖1.特變電工TSVG拓撲結(jié)構(gòu)圖
SVG的散熱系統(tǒng)也是損耗較大的部分,傳統(tǒng)的做法是當(dāng)SVG并網(wǎng)后散熱系統(tǒng)不論是否需要都會持續(xù)工作,這對于大部分西北地區(qū)冬季應(yīng)用來說都是很大的電能浪費。我們基于多年電力電子產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗,以及對IGBT溫升的仔細研究,通過熱仿真和溫箱整機實驗的方法,得到了IGBT溫升和負載量以及環(huán)境溫度之間的函數(shù)關(guān)系,通過這種函數(shù)關(guān)系,我們可以準確計算出在一定負荷、一定環(huán)境溫度情況下所需的風(fēng)量,因此實現(xiàn)了風(fēng)機的分組智能啟停功能,這樣不但降低了散熱系統(tǒng)的損耗,而且見減小了SVG的噪聲,改善了電站的工作環(huán)境.
圖2.風(fēng)機分組啟停示意圖
圖3. 風(fēng)機智能啟停函數(shù)示意圖
上圖為風(fēng)機啟停函數(shù)示意圖,圖中橫坐標為鏈節(jié)IGBT平均溫度,縱坐標為當(dāng)前SVG的負載量,每組風(fēng)機對應(yīng)兩條曲線,分別代表風(fēng)機的啟動和停止。以A組風(fēng)機為例,當(dāng)前運行工況下由IGBT平均溫度和SVG負載量兩個坐標可以唯一確定一個位于坐標平面的點,當(dāng)此點位于A組風(fēng)機“ON”曲線以上時,風(fēng)機啟動,風(fēng)機啟動后只有當(dāng)坐標點位于“OFF”曲線以下時,A組風(fēng)機才停止運行,“ON”曲線和“OFF”曲線之間的部分作為控制滯環(huán),避免小的擾動使風(fēng)機頻繁啟停。從坐標平面可以看出,風(fēng)機啟動的優(yōu)先級為A組>B組>C組,停止優(yōu)先級相反。為了避免一組風(fēng)機無法運行時影響整機的散熱效果,系統(tǒng)可以自動啟動后續(xù)組風(fēng)機來實現(xiàn),例如:如果A相風(fēng)機過熱或者接觸器無法吸合,系統(tǒng)將自動啟動B組風(fēng)機來接替A組工作。
三組風(fēng)機的啟停曲線可以根據(jù)環(huán)境溫度自動修正,當(dāng)環(huán)境溫度較高時,曲線整體向左下方向移動,當(dāng)環(huán)境溫度較低時,曲線整體向右上方向移動。
TSVG能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)機分組啟停的一個結(jié)構(gòu)上的關(guān)鍵點是出風(fēng)口采用了自垂式百頁,這種百頁在風(fēng)機運行時自動抬起,保證良好的出風(fēng)性能;風(fēng)機停止時,百頁自動下垂,有效的使風(fēng)道封閉,這在做風(fēng)機分組啟停時,未啟動的風(fēng)機組出風(fēng)口自動關(guān)閉,保證了整機風(fēng)道的完整性,防止風(fēng)道短路的發(fā)生,保證了鏈節(jié)的可靠散熱。
圖4.a風(fēng)機運行時自垂式百頁打開 b.風(fēng)機停止運行時自垂式百頁落下,風(fēng)道關(guān)閉
三、并機系統(tǒng)省電
TSVG內(nèi)置了每種機型負載量和損耗之間的關(guān)系,應(yīng)用在并機系統(tǒng)中,TSVG可以根據(jù)目前并機系統(tǒng)所需的負荷量,選取損耗最小的方式確定并機臺數(shù),進行負荷分配,達到性能和損耗的最佳平衡點。
圖5. 12Mvar升壓機型效率圖表
上圖為12Mvar升壓機型效率圖表,列出了電抗器、IGBT等的損耗數(shù)據(jù)。在組成并機系統(tǒng)時,主機會綜合SVG主體、連接變壓器或電抗器、散熱系統(tǒng)的綜合損耗數(shù)據(jù),根據(jù)當(dāng)前控制模式下的負荷需求,智能決定并機臺數(shù)及分配負荷,達到效率與性能的最優(yōu)。
圖6. 并機系統(tǒng)圖