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11月30日,电网侧带超容构网型静止无功发生器(SVG)项目在阿里110千伏加木变电站建成投运。这是继电网侧带超容构网型SVG入驻110千伏当雄变电站220千伏萨嘎变电站之后,第三次在西藏安家,标志着电网侧带超容构网型SVG在西藏整体建成投运。
什么是电网侧带超容构网型SVG?这位落户西藏电网的新成员有何神通?又和家家户户的用电有什么关系?
理解SVG,离不开“有功”与“无功”
开关一按,灯就亮了,简单的操作背后大有学问。
“电”由发电厂生产经电网传输和配电系统分配最终输送到千家万户,供大家日常使用,其间,电能转化为热能、机械能等被人们使用或消耗的能量,是有功功率。它的“双胞胎兄弟”叫做无功功率,用于保障电网稳定和电压质量。有功功率是“看得见”的能量,可以维持用电设备正常运行,无功功率则是“看不见”的能量,用于电路内电场与磁场的交换。
有功功率和无功功率,“两兄弟”的关系怎么样?
可以用自来水管网来类比,有功功率是“流出来的水”,无功功率是“支撑水流动的水压”。没有水压,也就没有水流,因而在电力传输和分配过程中,有功和无功谁也离不开谁,两者之间的平衡,是电网稳定运行的关键。
说到这里,该解释一下什么是SVG了
SVG是静止无功发生器的英文缩写,作为无功调节补偿装置,被广泛应用于电网运行领域,无功功率为什么要补偿?,补偿无功功率对用电又有什么帮助呢?
受线路过长、负荷增多等影响,电网系统可能因无功功率不足导致系统不稳定,自动化水平低,电能损耗增加,设备老化加速,用电体验下降,影响电力系统安全运行。
于是无功补偿装置SVG应运而生,它就像供水系统中,一个恒定水压的高位水箱通过控制电力电子器件的通或断,实现电流和电压之间的相位差灵活调整。在电网面临无功功率不足,或电压波动等紧急情况时,SVG可以迅速响应并输出或吸收无功功率,进而稳定电网电压,防止大规模停电事故发生。
SVG选择西藏的N个理由
为什么在西藏密集地建设SVG项目?,近年来西藏着力发展清洁能源产业,从极度缺电,到加快建设国家清洁能源基地。从产能方式单一,到水力、风力、太阳能、地热能发电“齐上阵”。预计到2025年西藏清洁能源已建、在建装机总量将突破3000万千瓦。
但西藏电网相对薄弱,主力电源主要分布于东南部,电源距离负荷中心较远,电力传输过程中无功损耗加大,电网末端无功电压支撑能力不足了,再加上新能源本身缺乏暂态有功惯量支撑,SVG项目建设迫在眉睫。
SVG具有快速响应和灵活调节的能力,它就像肾上腺素,可以在紧急情况下,快速为人体注入新活力,综合考虑西藏电网情况,西藏的SVG项目好比“升级版肾上腺素”,它装备了能量密度更高充放电速率更快的超级电容器,因此叫做带超容构网型SVG。
多一个超级电容器,这个SVG强大了多少呢?常规的SVG,通过采集电网电压数据,进而控制输出电流实现无功调节,“被动”提供电压支撑,存在一定的滞后性,带超容构网型SVG,可以通过内部控制参数,模拟电压稳定特性。通俗点说就是,它可以“伪装”成一个独立电源,主动调节电压与频率,实现与旋转同步调相机相同的效果,挺进新型电力系统建设“无人区”。
此次电网侧带超容构网型SVG工程,历时6个月建成投运,建设内容包括,模块化多电平换流器、水冷控制室、超级电容室等。工程首次采用柔性直流领域最前沿的技术模块化多电平换流器+超容拓扑结构,首次采用超级电容和高海拔绝缘栅双极晶体管(IGBT)元器件,代表了我国电力行业尖端技术装备,填补了有功惯量支撑这一电力补偿装置的技术空白。
当雄站海拔4300米、萨嘎站海拔4700米、加木站海拔4300米,在西藏建设构网型SVG面临前所未有的考验。海拔高、气压低、昼夜温差大、太阳辐射强、项目工期紧、安全管控难度大……
国网设备部组织国网西藏电力、国网直流中心、中国电科院、国网经研院、以及相关设计单位、厂家,在不到半年时间内连续攻克拓扑结构设计、超容组部件选型、高海拔高地震烈度适应、消防安全设计及试验、紧凑化布置等多项难题。
此外,工程首次开展了高海拔冷却系统降效超容阀泄压防爆等真型试验,成功研制出世界首套电网侧带超容构网型SVG设备,并基于电力系统全数字仿真(ADPSS)、实时数字模拟(RTDS)、电磁暂态仿真(PSCAD)、电力系统分析综合程序(PSASP)等,对设备各项功能和性能开展了全面校验,为西藏今冬明春电力保供提供有力支撑。
从“用上电”到“用好电”再到“送绿电”,西藏(藏中)新型电力系统正在挺进更多“无人区”,三项工程的建成投运将提升西藏那曲、阿里地区受电能力共计40兆瓦,将更好消纳清洁绿电,为西藏电网冬季保供和安全稳定运行注入一剂“强心针”。
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