中国西电集团有限公司
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系统解决方案
发布时间:2019-11-08        文章来源:       
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一、智慧电气系统解决方案

中国西电集团是我国制造企业中唯一具备交直流输电工程系统研究与成套设计能力的企业集团,所属企业是国家能源电力电子技术与装备研发中心、陕西省和西安市分布式微电网工程技术研究中心、国家认定的企业技术中心。

中国西电集团在全套输变电装备研发制造能力的基础上,以国内独有的系统研究、实验仿真、成套设计能力,为国内外用户提供交直流输电、新能源发电与并网、智能配电网、微电网、综合能源等方面的系统解决方案、工程与服务解决方案、商业解决方案。

1.特高压直流输电解决方案

高压直流输电可应用于远距离大容量电能输送、电力系统异步联网、长距离海底电缆输电、新能源大容量并网、向弱交流系统或无源系统供电、构建城市直流配电网等场合。

中国西电集团具备高压直流输电工程(包括常规直流和柔性直流)系统研究与成套设计的能力;具备高压直流输电工程所有一次设备及控制保护装置的制造及试验能力,包括换流阀、换流变压器、平波电抗器、交直流滤波器、开关类、避雷器类、测量装置类以及控制保护装置;具备指导工程建设,进行工程调试的能力。可针对用户需求提供覆盖高压、特高压直流输电工程系统解决方案,包括独立承担高压直流输电工程系统研究与成套设计、设备成套或EPC交钥匙工程。常规直流输电系统电压及输送容量可至±1100kV/12000MW。柔性直流输电系统电压及输送容量可至±800kV/5000MW。

直流输电工程整体技术解决方案工程业绩:

①舟山-100kV/50MW直流输电工程

该工程为我国第一个直流输电工程。完成系统研究和成套设计,成套提供换流阀、换流变压器、平波电抗器、控制保护系统、交流滤波器、直流场设备等直流系统成套设备,完成工程调试。

②嵊泗±50kV/60MW双极海缆直流输电工程

完成系统研究和成套设计,成套提供换流阀、换流变压器、平波电抗器、控制保护系统、交流滤波器、直流场设备等直流系统成套设备,完成工程调试。

③韩国济州岛±80kV/60MW直流示范工程

完成系统研究和成套设计,成套提供换流阀、平波电抗器、控制保护系统、交流滤波器、直流场设备等直流系统成套设备,完成工程调试。

④±10.5kV/66MW三端混合直流试验系统

完成±10.5kV/66MW LCC-VSC-VSC三端混合直流试验系统总包项目,负责系统研究和成套设计、换流阀设计生产、交直流设备成套供货、设备安装、系统调试。

2.新能源发电及并网解决方案

1)智慧风电解决方案:中国西电集团充分发挥央企资源优势,因地制宜并综合考虑客户需求,聚合供应商及合作方等相关行业资源,构建从风电场开发、电站设计、供应链服务、工程项目建设、调试运维及金融解决方案等全产业链产品、技术和服务平台,为客户提供度电成本最低的解决方案。

2)智慧光伏电站解决方案:中国西电集团为大型地面电站及商用分布式光伏发电项目提供全套设计、项目管理、工程建设及运维服务等全寿命周期解决方案,全面适应大型地面电站、水面电站、山地电站、工商业屋顶电站等各种场景。


平鲁石堂山风电场项目



3.海上风电接入解决方案

海上风电开发在向深远海发展过程中,受传输距离的限制,以往的交流送出方案已不能满足要求。柔性直流接入方案是目前国际上公认的远海风电场并网的最佳技术方案。

中国西电集团拥有丰富的直流输电工程(常规直流和柔性直流)系统研究与成套设计经验,拥有完善的系统仿真与试验验证系统以及控制保护系统,研发的柔性直流输电换流阀已在多个直流输电工程中长期可靠应用。针对海上风电柔性直流接入工程的特殊性。公司已经在系统研究与成套设计以及柔性直流输电换流阀研制方面进行了长期细致的研究,研制的海上用柔性直流换流阀样机已通过海上环境适应性试验验证。公司拥有丰富的系统总成与工程调试经验,已具备为用户提供海上风电柔直接入工程系统解决方案的能力。

海上风电柔直接入方案接线图



4.微电网、综合能源解决方案

根据能源革命的需要,实现电、冷、热、气等多种能源跨界互联以及安全可靠的能源供给,充分利用清洁能源,提高能源利用率是未来能源系统的发展方向。综合能源系统能够实现多种类型的能源供给,提高能源利用的灵活性、可控性与可靠性,满足新能源开发利用需求。

中国西电集团基于先进的电力电子技术、微电子技术以及控制理论,开展了微电网系统、综合能源系统方案研究。通过多年的技术研发,形成了微电网及综合能源控制保护系统等系列化产品,具备向用户提供微电网、综合能源系统解决方案的能力。

中国西电集团于2017年底在所属西电电力系统厂区建成了200kW交、直流混合式微电网示范工程,截至2019年10月,该微电网示范工程已连续无故障运行22个月,经济效益与社会效益良好。

 

西电分布式微电网示范工程

综合能源管理:西电工业园区



5.智能配电网与电能质量治理解决方案

针对电网电压闪变及波动、三相不平衡、谐波等问题,采用基于无源滤波器(FC)、静止无功补偿器(SVC)、静止无功发生器(SVG)、有源电力滤波器(APF)、动态电压恢复器(DVR)等技术的解决方案,可调节无功功率支撑电网电压、消除谐波污染、补偿负荷不平衡电流等,实现电能质量的综合治理。

在智能中低压交、直流配电网领域,采用以电力电子变压器(PET)为枢纽的系统解决方案,可实现交直流设备接入、能量管理、潮流调度、故障隔离、分布式电源或多个电网连接组网等,提高电能的使用效率和分布式新能源的高效消纳。

电力电子设备采用模块化设计维护方便,具备电网故障穿越、谐振抑制、多机并联协调运行等优异性能。

具备系统研究及成套设计能力,可根据客户需求提供包括系统方案设计、设备的设计与生产、试验、系统调试、运维在内的系统整体解决方案。

主要技术参数:

额定电压:覆盖所有电压等级;

额定容量:根据客户需求定制.

典型工程案例:

鄂尔多斯400V/300kVar APF

湖南益阳500kV变电站±120MVar SVC兼线路融冰

四川万县500kV变电站±180MVar SVC

沙钢集团电弧炉±50MVar SVC

青海“领跑者”光伏4个330kV和10个110kV变电站设备总包项目(包含40套SVG)

乌克兰尼科波尔光伏电站4套 35kV/11MVar SVG及系统谐振解决方案

鲁西异步联网柔性直流输电工程谐波分析

苏州同里综合能源示范中心四端口电力电子变压器示范应用



二、关键能力

1.系统研究、成套设计

中国西电集团掌握了超特高压直流输电工程系统研究和与成套设计的核心技术;具有一支经验丰富的直流输电工程系统研究与成套设计团队;拥有一套进行直流工程系统研究和与成套设计所需要的具有国际先进水平的数字仿真系统,包括系统稳定分析软件BPA/simpow/PSSE、电磁暂态分析软件PSCAD/EMTDC、主回路参数及无功交换计算软件MainC、交直流滤波器设计软件HAP、换流站绝缘配合研究软件ISO以及噪声计算软件SoundPlan等;具备进行(常规直流和柔性直流)高压直流工程系统研究与成套设计的能力。

独立或作为主要完成单位承担完成了三峡-常州(±500kV)、三峡-上海(±500kV)、贵广二回(±500kV)、云南-广东(±800kV)、向家坝-上海(±800kV)、锦屏-苏南(±800kV)、糯扎渡-广东(±800kV)、溪洛渡-广东(同塔双回±500kV)、韩国济州岛(±80kV)、金沙江中游到广西(±500kV)、观音岩(±500kV)、南澳多端柔性直流输电工程(±160kV)、鲁西异步联网(常规直流±160kV/柔性直流±350kV)、滇西北-广东(±800kV)以及±10.5kV混合三端等直流工程的系统研究和成套设计任务。

参与完成的±800kV特高压直流输电工程获2017年国家科技进步特等奖。

2.实验仿真

拥有两套实时数字仿真平台:RTDS和RT-Lab,10名实时数字仿真试验人员,其中1名博士、4名硕士。

RTDS装置包含4个RACK(NOVACOR,22个核)和20个GTFPGA。具备完成高压及特高压直流输电、柔性直流输电、多端混合直流输电、柔性交流输电、电力电子(如SVC/SVG、APF、TCSC等)、新能源(风电、光伏发电等)、交直流微电网等领域的控制保护装置闭环测试的能力。

RT-Lab装置包含2个 OP5600和6个OP7020,具备完成多端500电平以上柔性直流输电和电力电子领域控制保护装置闭环测试的能力。

基于这两套实时数字仿真平台完成了多个工程供货的功能性能试验。包括“鲁西柔直背靠背工程”阀控装置的出厂试验、南方电网“±10.5kV/66MW LCC-VSC-VSC三端混合直流试验系统”项目阀控装置的出厂试验、湖南大学“特高压直流输电物理模拟平台研究”项目控制保护系统的出厂试验等都基于这两套平台完成。


3.控制保护系统

控制保护团队目前有包括教高、博士在内的高级专业人才,产品供货范围涵盖双端或多端常规LCC-HVDC、柔性MMC-HVDC及LCC/MMC混合型直流输电的控制保护系统。控制保护系统基于西电集团的高端工业控制平台ACM-100构建,平台采用多主处理器构架,支持1个机箱内多达16个主处理器模块并行处理,支持多优先级循环任务和中断任务迸发执行,最小任务周期小于50微秒。后台监控系统采用适应大云物移应用需求的全新一代SCADA系统DYNAS构建,与传统的SCADA系统相比,DYNAS系统在可靠性、处理容量及性能指标等方面均有大幅提升。

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