從國內首創燃煤機組變頻調速型液力偶合器電動給水泵改造技術方案,到建立大型工業設備電氣傳動系統高可靠性變頻控制裝置產業化平臺,從自主研發的光伏逆變器通過零電壓穿越測試到“火光互補”、“水光互補”項目的成功運用,無論是節能型高壓變頻器、光伏逆變器亦或是SVG靜止型動態無功補償裝置,東方日立一路走來,猶如一臺“多缸引擎”,在節能環保設備領域釋放出強勁馬力。
東方日立(成都)電控設備有限公司(簡稱“東方日立”)一直以來致力于為火電廠降低成本,包括降低煤耗以及降低廠用電指標,繼去年國內首創燃煤機組變頻調速型液力偶合器電動給水泵改造技術方案,在福建太平洋湄州灣火電廠、大唐雙鴨山發電廠取得示范效應后,今年以來,連續接到20余臺套電動給水泵變頻改造訂單并陸續投運,節電率均在20%以上。適應煤電機組升級改造需求,該技術方案已從20萬千瓦機機組擴大到30萬千瓦、60萬千瓦機組,同時立足高壓變頻器技術平臺和電力行業的應用經驗,公司將技術創新優勢向冶金、鋼鐵、石化等行業延伸,并在新能源發電應用領域實現突破式發展。
從“典型示范”到“規模化應用”
2012年9月,國家發展改革委發布《關于開展燃煤電廠綜合升級改造工作的通知》,將在役煤電機組綜合升級改造工作,作為“十二五”的一項重要任務。
為了深化節能減排工作,近年來調峰機組潛力比較大的火電廠都進行了變頻調速改造,國內幾大發電集團對東方日立給水泵改造和中高壓變頻技術給與了充分的認可和信任,推動東方日立首創的變頻調速型液力偶合器電動給水泵改造技術方案從“典型示范”進入了大規模推廣階段。
今年以來,東方日立陸續簽訂變頻調速型液力偶合器電動給水泵變頻改造合同20余臺套,給水泵容量從原來的5000~6000千瓦發展到10000千瓦,實施改造的發電機組從“典型示范”的20萬千瓦擴展到30萬、60萬千瓦發電機組,100萬千瓦機組電動給水泵變頻改造技術方案已確定,即可應用推廣。目前,陸續投運的工程有長春第二熱電廠、大唐琿春發電廠、國電烏斯太電廠等等,范圍由大唐向五大發電集團延伸。
以大唐琿春發電廠為例,該企業二期工程兩臺33萬千瓦機組于2006年9月實現雙機投產,總裝機容量為66萬千瓦,4號機組給水泵設計為3臺50%額定容量電動給水泵,配液力偶合器調速。2011年4號機組給水泵耗電量占發電量的2.97%,占發電廠用電率的35.6%,其耗電量之大直接影響供電煤耗和發電成本,因此對電動給水泵的調速方式進行優化和改造既是工藝所需,也是節能所需。改造后,該項目年節電率接近29%,年降低發電成本200多萬元。
產業化平臺推動技術進步
適應不同應用負載環境,量身定制變頻技術解決方案,一直是東方日立高壓變頻器產業化推廣工作的宗旨。今年實施的變頻調速型液力偶合器電動給水泵變頻改造項目均應用了“典型示范”工程采用的專*技術,但每個項目的工程技術方案又體現出各自的創新特點。例如,大唐琿春發電廠的改造工程解決了變頻“一拖一”工頻與變頻并列運行的變頻調速型液力偶合器電動給水泵變頻改造問題;國電烏斯太電廠的改造工程在保留液力偶合器調速功能的基礎上,增加液力偶合器的增速齒輪箱輸出功能,實現變頻“一拖三”的變頻調速型液力偶合器電動給水泵變頻改造問題,既節省了工期、又降低了費用。華亭電廠的改造工程成為以合同能源管理方式實施變頻調速型液力偶合器電動給水泵變頻改造項目的成功范例。
今年年底,東方日立將實施完成國家發改委專項計劃資助的國家高技術產業化項目《大型工業裝備高壓高動態電氣驅動系統變頻裝置產業化》,使公司在大功率高壓變頻器高端應用領域市場拓展能力得到進一步提升。在已建立的高技術產業化平臺上,公司已陸續完成太鋼450M2燒結機、上海漕涇電廠100萬發電機組一次風機、安徽昊源化工20萬噸合成氨壓縮機等工程的10MW級高壓變頻器的產品開發、試驗,目前大多已交付設備將投運驗收。
緊跟產業政策多元“造血”
從國家能源產業發展政策和環保策略來看,如果說燃煤機組電動給水泵變頻改造是2013年東方日立業務發展的“重頭戲”,那么其自主研發500千瓦光伏逆變器的規模應用無疑成為其另一個“增長極”。
憑借多年形成的高壓變頻器技術優勢及合作信任關系,東方日立一進入新能源發電領域便得到電力行業、冶金行業的兩個長期合作商——大唐集團、寶鋼集團的大力支持。大唐托電10兆瓦金太陽示范工程項目成為東方日立與火力發電廠首次進行合作的光伏發電項目,也是國內火電廠首次實施的光伏發電與火力發電同時并網的項目;上海寶鋼節能技術有限公司與東方日立合作的20兆瓦屋頂光伏逆變器項目,不僅成為寶鋼集團鋼廠屋頂光伏發電示范項目,也是寧波地區首個大型屋頂光伏發電項目。
在光伏逆變器產業化應用上,東方日立應該算是‘新兵’,但有大功率變頻器核心及關鍵技術做為支撐,實現光伏逆變器產業化和技術創新不存在障礙。某種意義上說,光伏逆變器是變頻技術的延伸。2012年,東方日立逆市而動果斷加快大容量光伏逆變器技術創新步伐。針對國內已投運的逆變器普遍存在的:受云層遮陰、熱斑效應影響發電量不高;弱光發電效率低、諧波大;多臺逆變器同時并網時電流諧波疊加,可靠性差;弱電網情況下,多臺逆變器同時并網的電網震蕩無法抑制等實際問題,公司集成或創新運用母線動態切換技術、軟件虛擬阻尼技術、自適應電網鎖相技術、載波同相環流抑制技術,自主研制成功具有多路MPPT和CCS技術的高性能電站型箱式500千瓦光伏逆變器。該產品采用4路獨立MPPT設計的主回路結構,實現多路MPPT,減小輸出諧波,保證不同光照下都能輸出最大功率,提高了逆變器的發電效率和可靠性,同時模塊化、智能化的方式方便用戶對設備進行維護管理,得到了用戶廣泛的認可。
由于具有突出的創新特點,東方日立500千瓦光伏逆變器不但取得了CQC認證和低電壓穿越測試、零電壓穿越測試合格證書,也通過了科技部科技成果評價機構組織的科技成果鑒定,取得了東方 電氣集團2013年度科技進步二等獎,列入2013年成都市重點新產品資金扶持計劃。
目前,東方日立承接的龍羊峽水光互補320兆瓦并網光伏電站逆變器項目即將完成設備調試投運。該項目是目前全世界在建的最大規模的水光互補項目,預計項目投產后可使龍羊峽水電站送電通道的送出電量每年增加8.4%,年利用小時從4642小時提高至5031小時。