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近日，由新風(fēng)光研制的380V 220kW變頻電源，成功應(yīng)用于國網(wǎng)臺(tái)州35千伏柔性低頻輸電示范工程中的上大陳島金風(fēng)GW77-1.1抗臺(tái)型低頻風(fēng)電機(jī)組項(xiàng)目，助力20赫茲低頻風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)，標(biāo)志著國內(nèi)柔性低頻輸電項(xiàng)目建設(shè)再次取得突破性進(jìn)展，同時(shí)驗(yàn)證了新風(fēng)光新一代低壓變頻裝置的高性能和高可靠性。

1.項(xiàng)目背景：

全新研制的低頻風(fēng)機(jī)是臺(tái)州柔性低頻輸電示范工程的“原動(dòng)力”，可直接輸出20赫茲低頻交流電，連通35千伏大陳變電站低頻母線，再經(jīng)由海纜低頻輸送至35千伏鹽場換頻站后并入工頻交流電網(wǎng)。與普通風(fēng)電機(jī)組不同，工程低頻風(fēng)電機(jī)組是針對(duì)海上風(fēng)區(qū)的風(fēng)況與環(huán)境特點(diǎn)定制開發(fā)的低頻機(jī)型，能較好地應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)、低溫、高溫、高濕等極端環(huán)境。此項(xiàng)目中需要變頻電源系統(tǒng)從低頻電網(wǎng)中取電，轉(zhuǎn)換成50Hz標(biāo)準(zhǔn)電源，為風(fēng)機(jī)的電控系統(tǒng)供電，保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

2.系統(tǒng)方案：

國網(wǎng)臺(tái)州35kV柔性低頻輸電示范工程20Hz低頻風(fēng)機(jī)的二次設(shè)備供電，需要變頻電源通過低頻電網(wǎng)取電逆變輸出穩(wěn)定的50Hz的380V電壓保障了風(fēng)機(jī)的主控系統(tǒng)、變流系統(tǒng)、除濕系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、偏航電機(jī)、變槳電機(jī)、大功率空調(diào)等380V設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

3.方案選型：

根據(jù)系統(tǒng)方案對(duì)變頻電源的需求，選用新風(fēng)光FD300系列平臺(tái)產(chǎn)品進(jìn)行定制化開發(fā)，同時(shí)輸出端加裝正弦波濾波器，通過高性能的變頻電源控制算法，保證輸出的380V 50Hz電源滿足國家電能質(zhì)量公用電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，保證電控設(shè)備均能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 

4.設(shè)計(jì)特點(diǎn)及優(yōu)勢

1）控制算法具備輸出電壓單閉環(huán)和輸出電壓電流雙閉環(huán)控制，控制精度高；

2）變頻電源具備掉電自啟動(dòng)功能，滿足現(xiàn)場低電壓穿越期間的電源自啟功能；

3）控制算法具備輸出電壓和輸出電流正負(fù)序分離功能，以及輸出電壓正序和負(fù)序控制功能，保證變頻電源輸出穩(wěn)定性；

4）變頻電源增加“UPS故障報(bào)警”，“輸入20Hz隔離變過溫故障”和“輸出50Hz輔助變過溫故障”對(duì)應(yīng)端子輸出和相應(yīng)的故障顯示，滿足應(yīng)用場景需求；

5.應(yīng)用情況

5.1電源諧波

根據(jù)國家GB-T/14549-1993《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》標(biāo)準(zhǔn)，在不同的系統(tǒng)電壓等級(jí)，有不同的諧波電壓及電流管制標(biāo)準(zhǔn)，400V系統(tǒng)電壓其規(guī)范電壓總諧波失真率不得大于5%。下圖為廠內(nèi)通過電能質(zhì)量分析儀測試的諧波數(shù)據(jù)(2.6%)，現(xiàn)場帶載測試的FFT分析結(jié)果（4.1%），所有數(shù)據(jù)完全符合國家標(biāo)準(zhǔn)。

5.2 帶載運(yùn)行時(shí)的電壓波形

低頻電網(wǎng)在20Hz取電后經(jīng)過變頻電源整流逆變?cè)俳?jīng)LC濾波可得到50Hz的標(biāo)準(zhǔn)正弦波，帶負(fù)載穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的波形如圖所示，頻率波動(dòng)不超過0.05Hz，且輸出電壓穩(wěn)態(tài)不超過2%，所有設(shè)備均可正常取電使用；

5.3 投切負(fù)載瞬態(tài)波形

當(dāng)設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定之后，由于設(shè)備需要如加熱、除濕、偏航等功能會(huì)自動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)的負(fù)載是動(dòng)態(tài)的，電流會(huì)有波動(dòng)，電壓在80ms以內(nèi)就會(huì)調(diào)整恢復(fù)正常，圖中所示當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)瞬態(tài)電壓波形，以及突加載突卸載過程中電源均能穩(wěn)定輸出，不影響設(shè)備使用。

3.結(jié)束語

本次國網(wǎng)的示范工程項(xiàng)目，新風(fēng)光提供的FD300高性能矢量變頻器完全能夠滿足變頻電源的系統(tǒng)負(fù)載控制要求，保障風(fēng)機(jī)電控系統(tǒng)的可靠取電，助力低頻風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的高可靠性運(yùn)行，標(biāo)志著新風(fēng)光公司踐行國家“碳達(dá)峰碳中和”戰(zhàn)略，推進(jìn)中國智能制造國產(chǎn)化替代進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新、市場拓展的新突破。

新風(fēng)光FD300系列變頻器是基于新一代的電機(jī)控制技術(shù)開發(fā)的全新產(chǎn)品，集位置、速度、轉(zhuǎn)矩控制于一體，具有豐富的電機(jī)控制功能，豐富的擴(kuò)展接口，有效提升設(shè)備工藝，降低系統(tǒng)成本，增強(qiáng)客戶應(yīng)用靈活度，支持多種通訊方式，客戶集成便捷。全驅(qū)全能，高質(zhì)高效，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化各種領(lǐng)域，產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。

面對(duì)未來，新風(fēng)光不斷追求成長與突破，力爭為國家節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)“3060目標(biāo)”，建設(shè)低碳和諧社會(huì)做出更大貢獻(xiàn)。