明陽智能:全球首家擁有黑啟動技術能力的整機商

近日,明陽智能與國際知名機構DNV GL合作,在位于荷蘭的KEMA實驗室順利完成風機黑啟動相關的各項測試,成為全球首家掌握風機黑啟動技術的整機商,為全球海上風電規模化開發奠定堅實的基礎。

海上風電已步入快速規模化的發展階段。大容量風電場集中接入電網,對風電機組及風電場的電網友好性能提出了更高要求,其中,黑啟動就是一項十分重要的功能。

所謂黑啟動,是指整個系統因故障停運后,系統全部停電,處于全“黑”狀態下,通過系統中具有自啟動能力的發電機組啟動,帶動無自啟動能力的發電機組,逐漸擴大系統恢復范圍,進而最終實現整個系統的恢復。風電機組的黑啟動技術,則指的是當電網完全失電后,風機作為自啟動電源為電網建壓,并為網內其他負載供電。

黑啟動功能于風場意義重大:

一是作為動態調試電源為電網提供參考電壓和能量,可提前完成風機動調,幫助業主提升收益。以一臺MySE5.5兆瓦風機為例,其每天收益5.28萬;以按照安裝36臺此機組的海上風電項目調試周期計算,若提前完成風機動態調試,項目上電一天可為整場實現收益190.08萬元。

二是作為電網失電后的運維電源。在極端臺風過后,風場需要較長時間方能恢復供電,而風電場若長期處于失電狀態,風機設備將會出現老化,壽命縮短。此時,具備黑啟動功能的風機可為其他風機提供運維電源,延長設備壽命。在電網恢復后可使風機迅速恢復正常運行,挽回發電量損失。不難看出,具備黑啟動功能對于安裝運行在中國臺風海域的風機及風場至關重要。

值得一提的是,為使風機具備黑啟動功能,明陽智能并網、主控及南瑞電控變流技術團隊骨干人員特前往荷蘭,并在歐洲大規模海上風電接入2020項目PROMOTioN基金的支持下,與位于荷蘭Arnhem的全球頂尖第三方型式試驗機構DNV GL KEMA 柔性輸電實驗室(DNV GL KEMA Flexible Power Grid Lab)共同承擔了與大規模海上高壓直流輸電系統的專項研究(PROgress on Meshed HVDC Offshore Transmission Networks)。據該項目負責人唐彬偉介紹,該項研究的其中一項重要成果就是開發了風機機械仿真(Bladed)和電氣仿真(OPAL-RT)的硬件在環聯合仿真。該項技術打通了機械仿真與電氣仿真的技術壁壘,并基于此平臺完成了CHIL純控制器在環仿真,通過仿真數據驗證了設計方案和控制策略的有效性。

同時,為了進一步驗證風機黑啟動功能,明陽智能聯合南瑞電控將MySE3.0變流器運往萬里之外的荷蘭的DNV GL KEMA實驗室,運用已開發的硬件在環聯合仿真平臺與DNV GL共同研發了可用于黑啟動功能測試、可模擬風機電氣及機械運行特性的PHIL功率在環測試系統,并在實驗室構建了包含發電機、變流器、負載、變壓器及海纜在內的測試電路。基于此系統又完成了黑啟動PHIL功率在環測試,使風機黑啟動性能驗證成為可能。此項測試除驗證黑啟動風機啟機建壓過程,也模擬了黑啟動最惡劣工況——集電線路投切影響。上述所有工況測試均已通過驗證,并達到相關技術要求。

明陽智能一直致力于前沿風電技術的研發與應用,并與國際知名風電研發測試機構合作,不斷推動明陽風機向更可靠、更智能、更強大的方向進發。此次黑啟動功能測試的通過代表明陽智能在風機黑啟動技術方面的開發處于國際先列;以風電機組為建壓啟動電源的技術方案和在環仿真測試系統的完成,表明明陽智能海上風機并網技術已達到國際領先水平,為中國乃至全球海上風電規模化深入發展,并向支撐性電源邁進奠定了堅實的基礎。



關于PROMOTioN基金項目

PROMOTioN基金項目成立于2015年,由歐盟EU Horizon 2020 programme (H2020) (又稱Competitive Low-Carbon Energy’5(LCE 5))項目資助,研究方向主要以海上風電高壓直流電網設備開發、電網運行技術及商業模式開發為主,旨在為電網運營商和設備供應商就技術架構及相關互操技術協議方面達成一致,以加速高壓直流電網的發展。



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