中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在“雙碳”目標(biāo)引領(lǐng)下，新型電力系統(tǒng)加速構(gòu)建，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)成為破解新能源間歇性、波動(dòng)性難題的關(guān)鍵。鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能憑借容量大、壽命長(zhǎng)、成本低、安全環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，已成為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域的重要技術(shù)路線。作為全球最大規(guī)模的壓縮空氣儲(chǔ)能電站，江蘇國(guó)信蘇鹽淮安2×300MW鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的全面投產(chǎn)，標(biāo)志著我國(guó)在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了重大突破。
新風(fēng)光電子科技股份有限公司憑借三十余年電力電子技術(shù)積淀，為該項(xiàng)目熔鹽儲(chǔ)熱子系統(tǒng)提供了全套高壓變頻解決方案，成功解決了高溫熔鹽循環(huán)系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制難題，為電站安全穩(wěn)定高效運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)保障。
項(xiàng)目概況
江蘇國(guó)信蘇鹽淮安鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目是江蘇省首個(gè)300MW級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程，也是目前全球已投產(chǎn)規(guī)模最大的壓縮空氣儲(chǔ)能電站。項(xiàng)目建設(shè)兩套300MW級(jí)非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能機(jī)組，總儲(chǔ)能容量達(dá)2400兆瓦時(shí)，多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)位居全球領(lǐng)先水平。
該項(xiàng)目采用全球首創(chuàng)的“熔融鹽+帶壓熱媒水儲(chǔ)熱”非補(bǔ)燃高溫絕熱壓縮技術(shù)，不消耗任何化石燃料，真正實(shí)現(xiàn)零碳排放。目前新風(fēng)光高壓變頻器已助力項(xiàng)目正式全面投產(chǎn)，電站年發(fā)電量可達(dá)7.92億千瓦時(shí)，可為60萬(wàn)戶家庭提供一年用電量。
行業(yè)痛點(diǎn)與技術(shù)挑戰(zhàn)
在非補(bǔ)燃式鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中，熔鹽儲(chǔ)熱子系統(tǒng)是決定電站轉(zhuǎn)換效率和運(yùn)行穩(wěn)定性的核心環(huán)節(jié)。冷鹽泵、熱鹽泵作為熔鹽循環(huán)的“心臟”，負(fù)責(zé)在冷鹽罐、換熱器、熱鹽罐之間輸送高溫熔鹽，完成儲(chǔ)能過(guò)程的熱量回收與釋能過(guò)程的熱量釋放。
傳統(tǒng)的閥門(mén)節(jié)流調(diào)節(jié)方式存在諸多難以克服的問(wèn)題:
能效低下
通過(guò)閥門(mén)憋壓調(diào)節(jié)流量，大量能量以節(jié)流損失的形式浪費(fèi)，嚴(yán)重影響電站整體轉(zhuǎn)換效率。
設(shè)備沖擊大
電機(jī)工頻啟停時(shí)產(chǎn)生的巨大機(jī)械沖擊和電流沖擊，易造成管道震蕩、設(shè)備損壞，縮短使用壽命。
控制精度差
無(wú)法根據(jù)儲(chǔ)能和釋能工況的實(shí)時(shí)變化精準(zhǔn)調(diào)節(jié)熔鹽流量，導(dǎo)致熱量匹配失衡。
安全風(fēng)險(xiǎn)高
熔鹽在常溫下會(huì)凝固，低負(fù)荷運(yùn)行或停機(jī)時(shí)若控制不當(dāng)，極易發(fā)生管道堵塞事故。
運(yùn)維強(qiáng)度大
需要人工頻繁操作閥門(mén)，勞動(dòng)強(qiáng)度大且存在安全隱患。
核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)
針對(duì)熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的特殊工況要求，新風(fēng)光為該項(xiàng)目量身定制了基于G7系列高性能高壓變頻器的整體解決方案，實(shí)現(xiàn)了對(duì)冷鹽泵、熱鹽泵的全工況智能控制。
全工況精準(zhǔn)流量控制
變頻器可根據(jù)壓縮側(cè)換熱量和膨脹側(cè)加熱量的實(shí)時(shí)需求，連續(xù)平滑調(diào)節(jié)熔鹽循環(huán)流量，無(wú)需節(jié)流閥參與，徹底消除節(jié)流損失。系統(tǒng)以熔鹽溫度、儲(chǔ)罐液位、進(jìn)出口壓力為反饋信號(hào)，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)流量、穩(wěn)溫度、穩(wěn)系統(tǒng)壓力的閉環(huán)控制，確保儲(chǔ)能和釋能過(guò)程的熱量精確匹配。
柔性啟停與平穩(wěn)過(guò)渡
實(shí)現(xiàn)冷鹽泵、熱鹽泵的軟啟動(dòng)和減速停機(jī)，啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流，避免了工頻啟動(dòng)時(shí)的機(jī)械沖擊和電網(wǎng)沖擊，有效保護(hù)了泵體、管道和閥門(mén)等設(shè)備。在工況切換過(guò)程中，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)平穩(wěn)無(wú)沖擊，杜絕了管道震蕩和熔鹽泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
特殊工況智能保護(hù)
針對(duì)熔鹽易凝固的特性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了專用的低負(fù)荷運(yùn)行和停機(jī)保護(hù)程序。低負(fù)荷時(shí)自動(dòng)保持低速穩(wěn)轉(zhuǎn)，避免熔鹽靜置降溫凝固；停機(jī)前執(zhí)行低速循環(huán)勻溫程序，確保系統(tǒng)溫度均勻下降，防止局部凝固堵塞管道。
高度自動(dòng)化與智能化
變頻器與電站DCS系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程啟停、頻率給定、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障報(bào)警等全功能自動(dòng)化控制。所有運(yùn)行參數(shù)包括輸入輸出電流電壓、運(yùn)行頻率、故障信息等均可在集控中心實(shí)時(shí)顯示，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)操作，大幅降低了運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。
高可靠性設(shè)計(jì)
采用功率單元模塊化設(shè)計(jì)，具備單元自動(dòng)旁路功能，單個(gè)單元故障時(shí)系統(tǒng)可不停機(jī)繼續(xù)運(yùn)行。完善的過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱、過(guò)載等保護(hù)功能，為設(shè)備安全運(yùn)行提供了全方位保障。
應(yīng)用成效
自項(xiàng)目投運(yùn)以來(lái)，新風(fēng)光高壓變頻器運(yùn)行穩(wěn)定可靠，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到并超過(guò)設(shè)計(jì)要求，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益：
能效大幅提升
相比傳統(tǒng)閥門(mén)節(jié)流調(diào)節(jié)方式，變頻調(diào)速系統(tǒng)節(jié)能效果顯著，有效降低了廠用電率，提升了電站整體轉(zhuǎn)換效率。
設(shè)備壽命延長(zhǎng)
軟啟動(dòng)和平穩(wěn)調(diào)速?gòu)氐紫藱C(jī)械沖擊和電氣沖擊，大幅減少了泵體、軸承、密封件等易損件的磨損，延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命，降低了設(shè)備更換成本。
電網(wǎng)沖擊消除
電機(jī)啟動(dòng)電流從額定電流的6-7倍降至額定電流以內(nèi)，避免了對(duì)電網(wǎng)的沖擊，提高了電網(wǎng)供電質(zhì)量和穩(wěn)定性。
運(yùn)維成本降低
全自動(dòng)化控制使運(yùn)維人員無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)操作閥門(mén)，勞動(dòng)強(qiáng)度降低。設(shè)備故障率顯著下降，維護(hù)量大幅減少，年運(yùn)維成本降低。
系統(tǒng)安全可靠
完善的智能保護(hù)功能和特殊工況控制程序，有效避免了熔鹽凝固、管道堵塞等重大安全事故的發(fā)生，保障了電站7×24小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
結(jié)語(yǔ)
作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的電力電子設(shè)備制造商，新風(fēng)光始終堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新，深耕高壓變頻領(lǐng)域二十余年，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于電力、煤炭、冶金、化工、水務(wù)等多個(gè)行業(yè)。此次成功服務(wù)全球最大鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站，充分驗(yàn)證了新風(fēng)光高壓變頻技術(shù)在復(fù)雜儲(chǔ)能工況下的可靠性和先進(jìn)性。
未來(lái)，新風(fēng)光將繼續(xù)聚焦新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求，不斷加大在儲(chǔ)能、新能源、工業(yè)節(jié)能等領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)投入，為客戶提供更加高效、智能、可靠的電力電子解決方案，助力我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
