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2014年4月5日,国产首套300兆瓦级抽水蓄能机组用变频启动装置在安徽响水涧电站投入运行,截至目前已安全稳定运行超过两年。该系统的成功应用,标志着我国已具备大型抽水蓄能电站变频启动装置(SFC)的自主设计和制造能力,打破了国外少数厂家在该领域的长期垄断,为全面实现抽蓄电站设备国产化注入强劲动力。
目前,我国大型抽蓄电站初具规模,规划到2025年总装机约1亿千瓦,占整个电源结构的4%。“新能源的快速发展使抽水蓄能的作用愈加突出,对抽蓄电站的建设提出了更高要求。”中国水力发电工程学会秘书长李菊根在5月20日召开的大型抽水蓄能电站变频启动装置国产化及应用研讨会上表示,“关键设备不仅要研制出来,而且还要推广普及应用,进而实现与项目配套出口,打造自己的民族品牌。”
迫切需要国产化
SFC是抽水蓄能电站的关键设备,其作用是在水泵工况运行时,向电机定子注入变频电流,拖动机组平稳加速直至并网。
在我国抽水蓄能发展进程中,虽然包括机组在内的主要机电设备在逐步实现自主化,但SFC长期依赖进口,使得抽水蓄能电站建设项目的设备选型、SFC设备的采购、运行维护、技术改造费用居高不下,影响了我国抽水蓄能事业的健康发展。
目前,在运行单机300兆瓦等级抽蓄电站中,除安徽响水涧电站外,SFC全部采用进口设备。“SFC长期被ABB、Converteam、西门子这些国外企业所垄断。进口设备一旦出现故障,技术服务无法及时响应;在进行升级改造时选型因为受限而十分被动。此外,现有进口设备仍然存在启动失败的问题。”南瑞继保柔性输电研究所所长刘为群称。
SFC迫切需要实现国产化,但研制技术门槛较高。刘为群表示,国产SFC研制对生产厂家的要求很高,不仅需要具备控制及保护等二次设备开发能力,还要具备高压串联阀组设计制造、驱动设计等一次设备研制的经验。
第一个“吃螃蟹”
依靠完备的理论研究、试验测试和技术积累,南瑞继保于2008年开始SFC动模系统研究。2012年,50兆瓦机组SFC系统研制成功,并应用于江苏沙河抽蓄电站,通过替代原有进口设备,有效解决了启动可靠性问题。
刘为群表示:“沙河电站虽然只有10万千瓦装机,机组容量不大,属于前期摸索阶段,却为之后的研究积累了宝贵经验。”
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