登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
“我们在NI CompactRIO平台上开发的SVC全数字控制系统,大大缩短了产品上市的时间又保证了系统的稳定性。”
挑战:
电弧炉、轧钢机等大型工业设备在为企业创造产值的同时也带来了无功分量和高次谐波等危害,他们直接导致系统电压的波动和闪变,给电网造成了严重的“污染”。
解决方案:
迄今为止,安装静态无功补偿装置(Static VAR Compensator,简称SVC)是解决上述问题最有效的方法。客户采用cRIO-9114机箱配合cRIO-9012控制器轻松实现了对TCR+TSC型SVC高达μS级的控制。高可靠的FPGA技术和简单易用的LabVIEW软件平台为客户节省了大量开发时间,模拟输入模块NI 9205、NI 9215和5V/TTL高速双向数字I/O模块NI 9401、NI 9403出色地完成了从数据采集到脉冲控制的全过程,使这套基于FPGA的SVC迅速有效地完成了对输电网的优化。
从发电厂输出的电能都是以交流电的形式进行配送的,当交流电在通过纯电阻的时候,电能都转成了热能,而在通过纯容性或者纯感性负载的时候,并不做功。也就是说没有消耗电能,即为无功功率。当然实际负载,不可能为纯容性负载或者纯感性负载,一般都是混合性负载,这样电流在通过它们的时候,就有部分电能不做功,就是无功功率,此时的功率因数小于1,为了提高电能的利用率,就要进行无功补偿。
传统的无功功率动态补偿装置是同步调相机(SynchronousCondenser-SC),它是专门用来产生无功功率的同步电机。由于它是旋转电机,因此损耗和噪声都较大,运行维护复杂,影响速度慢,已无法适应无功功率控制的要求。所以20世纪70年代以来,同步调相机开始逐渐被静止无功补偿装置(SVC)所代替,这种电子装置能够提供为高压电网提供迅速变化的有功功率。
SVC研发背景
我国研究和应用SVC已有20多年历史,研制出不少产品,但这些产品大多集中在工业和配电领域,容量一般为10~55 Mvar。20世纪八、九十年代,我国输电系统5个500 kV变电站安装了6套容量为105~170 Mvar 的SVC,均为进口设备,国内第一套应用于输电网的SVC于2004年9月投运,为电力系统中SVC的国产化和产业化打下了基础。
输电系统的SVC对可靠性要求极高,需要采用全数字控制,此系统要求逐点计算,以一个工频周期采样100个点来算,逐点控制循环的速率也在200μs,如果要计算高阶谐波,控制循环速率会更高,属于μs级的闭环控制,因此只有硬件级控制的方法才能满足要求,NI CompactRIO不仅集成了FPGA硬件而且特别适合工业现场控制,十分符合全数字控制系统的要求。
TSC+TCR型SVC
SVC有三种基本配置:1. 固定电容器+晶闸管控制的电抗器(FC+CR)。2. 晶闸管切换的电容器(TSC)。3. 晶闸管切换的电容器+晶闸管控制电抗器(TSC+TCR)。其中,TSC+TCR的组合在通常情况下都是最优解决方案,用TSC+TCR补偿器可以获得连续变化的无功功率并做到对补偿器的电感和电容部分的完全控制。
基于NI CompactRIO的全数字控制器
TSC+TCR型SVC主要由全数字控制系统和TCR、TSC阀组构成,全数字控制系统的控制精度和响应速度直接影响到SVC能否有效解决负载带来的电能质量问题,是SVC的心腹要塞。
传统的控制算法是基于DSP实现的,我们的客户之一某SVC设备供应商之所以选用NI CompactRIO,主要因为DSP板级的开发和调试周期都比较长,自己开发的DSP板可靠性和稳定性又无法保证,为了产品能尽快交货又保证质量,工程师最终选择了集成FPGA技术的CompactRIO平台,在一个月内完成了全数字控制系统的发布。
如图1所示,“电压测量”环节由NI 9215模块测量被控的正序电压,包括3相母线电压、3相负载电流和3相源电流,Vref是根据要求设定的电压参考值, “电压调节器”会根据测量电压Vm和参考电压之间的差值,计算出要保持母线电压恒定所需要的并联电纳值B,“分配环节”决定了TSC(晶闸管投切的电容器)是否需要投切、计算出TCR(晶闸管控制的电感器)需要并入的“点火角”α,最后由同步单元利用锁相环(PLL)跟踪次级电压,严格与工频同步并根据“点火角”在不同的相位给晶闸管发出控制脉冲。
整个过程都在CompactRIO上完成,客户采用cRIO-9114机箱配合cRIO-9012控制器轻松实现了对TCR+TSC型SVC高达μS级的控制。高可靠的FPGA技术和简单易用的LabVIEW软件平台为客户节省了大量开发时间,模拟输入模块NI 9205、NI 9215和5V/TTL高速双向数字I/O模块NI 9401、NI 9403出色地完成了从数据采集到脉冲控制的全过程,使这套基于FPGA的SVC迅速有效地完成了对输电网的优化。
用户感言
“我们原来使用DSP开发板开发核心控制算法,再进行外围硬件电路及外壳设计和封装。现场运行的反馈是稳定性差,调试排错困难,导致整个控制器的上市时间延长。在上海聚星仪器的协助下我们尝试在NI CompactRIO平台上开发控制算法,硬件接口逻辑设计,上下位机通信等功能,算法开发时间得到有效缩短,最终控制器发布并安装到现场后系统稳定性大大提高。目前已销售了多套在NI CompactRIO上实现控制器的静态无功补偿器。”
硬件:CompactRIO,cRIO 9012,cRIO 9114,NI 9205,NI 9215,NI 9401,NI 9403
图1 基于NI CompactRIO 的SVC全数字控制系统
图2 LabVIEW编写的PPL环节界面
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
1月17日,国家能源局发布了2024年度能源行业十大科技创新成果和2024年度国家能源研发创新平台十大科技创新成果。国家电网有限公司分别有1项和3项科技创新成果入选。“高电压大容量电力电子构网型技术装备”入选2024年度能源行业十大科技创新成果。构网型技术装备是高比例新能源电力系统的“稳定器”。
1月17日,国家能源局发布2024年度国家能源研发创新平台十大科技创新成果、2024年度能源行业十大科技创新成果。其中国家电网公司、南方电网公司均有上榜。在2024年度国家能源研发创新平台十大科技创新成果中,包括特高压和超高压输电工程雷击防护系统、基于自主可控芯片的特高压直流控制保护系统、面向
北极星售电网获悉,1月17日,国家能源局发布2024年度能源行业十大科技创新成果。一、“国和一号”示范工程成套技术装备“国和一号”是依托“大型先进压水堆核电站”国家科技重大专项开发的具有完全自主知识产权的三代非能动压水堆核电技术。该项成果形成了反应堆压力容器、堆内构件、蒸汽发生器、反应
11月20日,在湖南株洲±800千伏雅湖线攸县段的直流特高压地线融冰站,各项土建工作紧锣密鼓地开展。该站应用了国网湖南省电力有限公司电网防灾减灾全国重点实验室自主研发的特高压导线不停电地线融冰技术,能够在保障线路正常运行的情况下对特高压地线覆冰区段进行融冰操作,并有效抑制感应电压,保障
北极星风力发电网讯:日前,明阳智能发布公告称,于2024年1月12日召开第三届董事会第四次会议,审议通过《关于收购广东明阳龙源电力电子有限公司100%股权暨关联交易的议案》。明阳智能方面表示,鉴于广东明阳龙源主要以动静态无功补偿装置(SVG产品)、柔性直流输电产品、光伏逆变器等产品的研制和生产
第三季度以来,国家电投与多个省市开展合作交流,包括河北、青海、贵州、河南、安徽、福建、甘肃、新疆、黑龙江等地区,多次涉及大型综合能源基地、综合智慧零碳电厂、用户侧综合智慧能源、绿电转化等领域。其中,国家电投前后两次到访与贵州毕节市领导,8月双方就合作事宜进行交流;11月毕节千万千瓦
7月6日,国家电投内蒙古公司总经理(主持公司工作、法定代表人)王伟光在呼和浩特市拜会内蒙古电力集团公司党委书记、董事长贾振国,双方就进一步加强务实合作深入交流。会谈中,贾振国对王伟光一行到访表示欢迎,王伟光对内蒙古电力集团公司多年来给予内蒙古公司的大力支持表示感谢,双方共同回顾总结
新型电力系统下,发电端、输配端、用能侧的变革正在给电能质量管理这一传统市场带来全新挑战和巨大发展空间。双碳目标下,风光等可再生能源发电大幅增加、输配端分布式能源多点并网、用能侧多元化电力负荷的加入,使得“电能质量管理”成为业内高度重视和亟需优化的重要课题;另一方面,终端用能电气化
8月5日,新特能源(下简称“公司”)发布公告称,公司已与控股股东特变电工订立特变电工认购协议,特变电工已有条件同意认购,而公司已有条件同意以每股内资股人民币13.73元的认购价配发及发行合共1.67亿股内资股,合共约为人民币22.97亿元。认购价由该公司与特变电工根据定价原则经公平磋商及参考每股配售股份16.5港元的配售价后厘定。
近日,新疆金风科技股份有限公司(下称“金风科技”)和澳洲新南威尔士大学(UNSW)联合成立了风能实验室,用于风电场并网的模拟控制和仿真实验。很多人都会疑惑,发达国家一所世界顶尖级研究学府,为何会选择一家中国企业,合作研发新能源并网技术?从下面这个故事中,您或许能够找到答案。知识点!当风
直流特高压输电工程中的大型调相机组,在电磁及机械性能指标、冷却结构形式、辅机系统要求等方面实现了创新。大型调相机的投运,可以充分发挥在交直流混联电网中的动态无功支撑作用,提升电网的安全稳定性,改善电网功率因数,维持电网电压水平,保障绿色特高压电网的高效安全运行。相关阅读:电网关键
·英国霍恩西四期项目(Hornsea4)预期将成为欧洲首个采用新一代电网稳定技术——增强型STATCOM(静止同步无功补偿器)的海上风电场·该技术将支持rsted将2.4吉瓦(GW)的清洁能源稳定接入电网,为英国约260万家庭供电·通过与rsted紧密合作,日立能源将助力英国在扩大可再生能源容量的同时,维护电网
2024日立能源进博会展台示意图11月5日,第七届中国国际进口博览会(进博会)将在上海拉开帷幕。日立能源将携多款创新技术、产品及解决方案,连续第七年亮相这一国际盛会。随着能源转型的加速,电力正成为未来能源系统的重要支柱。此次公司围绕电力电子、可持续产品、数字化和服务三大核心技术领域,展
“自发自用、余量上网”的分布式光伏改变了用户供配电网络内的系统潮流,供电公司计量点处的有功需量相对降低,无功需量维持不变,进而造成功率因数降低,甚至发生惩罚性力调电费。同时已经随低压成套配电柜配置的无功补偿设备,因为信号采集点处潮流的变化,造成补偿算法或许失效,负荷支路功率因数完
上文我们讨论了为何分布式光伏接入用户配电系统后,对计量点也就是系统供电支路的功率因数带来了影响,进而产生力调电费。传统的经验认为,功率因数低是无功大所造成的,势必要求之于无功补偿设备。但在光伏的“干扰”下,用户内部系统的潮流已经更改,功率因数的降低不再是因为无功需求大,反而是系统
前面几篇文章,我们从无功功率和功率因数的概念出发,讲到提高功率因数不仅可以降低线路和变压器损耗、提高设备可用容量,还可以防止被惩罚力调电费。而对于一向被忽视的力调电费,我们也援引几个案例,说明其不被重视可能导致的危害。既然需要提高功率因数,那么就要做好无功补偿,今天我们来谈下无功
11月5日-10日,一年一度的中国国际进口博览会(以下简称“进博会”)将在上海举办。作为一家从未缺席过进博会的跨国企业,日立能源将以“构建清洁能源系统,共享低碳美好未来”为主题亮相技术装备展区,继续搭乘“进博快车”,携手客户与合作伙伴加速清洁能源转型。日立能源全球执行副总裁、大中华区总
江苏某不锈钢科技发展有限公司主要生产不锈钢中板,轧钢机运行时产生大量无功功率,致使公司进线端功率因数降低,同时快速的瞬时有功、无功功率变化还造成了电网电压的闪变现象。轧钢机的动力电机为直流电机,其前端为电力电子器件组成的不控整流电路,产生大量谐波污染,因此整个现场需要进行全方位的
日前,日立能源宣布将与新余钢铁集团展开合作,为其新建的130吨大型电弧炉提供高性能的电能质量解决方案SVCLightSTATCOM(静止同步补偿器),用以满足钢铁企业对于电能质量的严苛要求,确保电弧炉的稳定可靠运行。新余钢铁电弧炉节能环保升级改造项目拟将现有2座50吨炼钢电弧炉易地改造为130吨电弧炉,
随着中国争取尽早重启CCER(国家核证自愿减排量)市场,以及香港交易所去年10月推出全新的一站式国际自愿碳市场CoreClimate,关于自愿碳市场的话题,越来越受到市场的关注。此外,越来越多的公司加入实现净零目标的行列,企业对碳抵消的需求越来越旺盛,强制性碳市场已经不能满足成千上万的公司的需求
蒙西地区具有距离京津冀鲁、华中和华东等负荷中心较近的区位优势,将成为重要的能源外送基地。同时,随着清洁能源装机占比逐步提高,因新能源发电具有间歇性、波动性等特点,蒙西电网肩负的新能源消纳任务将更加艰巨。为实现碳达峰碳中和目标,内蒙古正持续推进新能源倍增行动。按照相关规划,“十四五
蒙西地区具有距离京津冀鲁、华中和华东等负荷中心较近的区位优势,将成为重要的能源外送基地。同时,随着清洁能源装机占比逐步提高,因新能源发电具有间歇性、波动性等特点,蒙西电网肩负的新能源消纳任务将更加艰巨。为实现碳达峰碳中和目标,内蒙古正持续推进新能源倍增行动。按照相关规划,“十四五
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!