不仅能应对断电，来看UPS电源还能为光热电站带来什么？
发布者：walt | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 6684查看 | 2017-09-27 16:49:00
——CSPPLAZA会员单位巡回调研活动走进青岛艾迪森科技股份有限公司
CSPPLAZA光热发电网报道：在光热电站的厂用电系统中，有多种多样的用电设备，包括常规岛系统中的电气系统、汽轮机、水处理系统等，以及光热电站所特有的熔盐泵、跟踪系统等，这些用电设备所耗电力通常来自于电网购电，一个商业化电站的厂用电占总发电量的比例约在10%左右。
在以光热电站用电设备组成的这样一个小型的供电系统中，由于光热电站受太阳辐照强度波动的影响而需要经常性地进行相关设备的启停，使得上述用电负载产生大量谐波，进而对这一小型电网造成污染，降低供电质量，并危害用电设备的安全运行。以塔式光热电站的定日镜跟踪系统为例，供电质量不稳定则将造成跟踪系统响应不及时甚至无法响应，进而影响聚光精度甚至可能造成集热器烧毁等极端事故。
那么，如何解决这一问题？为光热电站配置高供电品质且不间断供电的交流电源即UPS不间断电源即可使上述问题迎刃而解。
9月20日下午，由CSPPLAZA主办、北京天瑞星光热技术有限公司协办的CSPPLAZA会员单位全国性巡回调研活动走进UPS电源厂商青岛艾迪森科技股份有限公司（以下简称“青岛艾迪森”），青岛艾迪森总经理王照忠、副总经理李永晨等人接待了调研团一行。
图：调研团人员合影
在此间举办的座谈会上，王照忠介绍称，UPS不间断电源通过其中的整流等模块电路将厂用交流电转换成直流电，利用蓄电池储存电能，再将电池的直流电，通过逆变器转换成交流电向负载供电。通过这样一个转换过程，可清除电网谐波的影响，改善供电质量，应对如电源断电，电压下陷，电源干扰、浪涌、波动、突波，交换瞬变等对用电设备造成的危害。
图：座谈会现场
据悉，青岛艾迪森成立于1998年，是一家专注于解决电网供电质量以及工业电源技术问题的高新技术企业，一直以来致力于提供精细化智能化电源质量解决方案。截至目前，在光热发电领域，青岛艾迪森已经为天津滨海阿克塞800米熔盐槽式试验回路提供2台30KVAUPS产品。此外，其还为摩洛哥Noor2及Noor3光热电站的常规岛和储热岛提供了4台60KVA和1台15KVAUPS产品，积累了一定的光热电站服务业绩和经验。
在光热电站系统中，在常规岛和储热岛上配置UPS不间断电源基本上沿袭的是传统电厂和化工厂的做法，存在争议的是为大规模的镜场跟踪控制系统配备UPS电源的必要性，特别是塔式熔盐电站，因定日镜规模较大，且均采用电驱动方式跟踪，如果要为其配备UPS,则往往投资额在千万元以上级别，这样的巨额投入往往让部分项目方徘徊不决。
这种投入是否值得？王照忠表示，UPS不间断电源在光热发电系统中的价值目前没有被充分重视，才会有项目方认为不需要配置UPS，但事实上，相对配置UPS为光热电站镜场系统带来的安全性收益，这些投入是必须的。
轻松应对突发断电情况
在光热电站镜场系统中，如厂用电突然中断供应，定日镜跟踪系统将失效，轻则可能造成聚光失效，重则可能造成吸热器过热损毁，因此，必须为镜场系统配备后备电源系统，以应对临时断电情况。
目前常见的镜场系统备用供电方式有铅酸电池UPS电源系统、柴油发电机组和超级电容备用电源三类。前两者的供电原理类似，均采用集中式后备电源系统，若发生断电，UPS电源可瞬时恢复供电，而柴油发电机则需要临时启动发电以恢复供电。而超级电容备用电源则是一种分布式备用电源系统，每台定日镜配置一个由若干支超级电容器单体组成的模组作为后备电源。
理论上来看，以上三种方式均可应对临时断电情况。王照忠表示，超级电容的成本比铅酸电池高很多。柴油发电机成本较低，但应急能力不强。铅酸电池UPS电源系统成本适中，反应迅速。在厂用电断电后零点几毫秒内就能做出迅速反应，配合DCS控制系统恢复电站的正常工作，同时能避免控制数据丢失，这也是与光热电站对安全性要求高最契合的一种备用供电方式。
UPS可有效改善供电质量
单纯地应对断电突发情况，配备UPS电源实属大材小用，UPS的核心能力在于其能有效改善电厂供电系统的供电质量。而这，也是光热电站镜场系统中是否应该配置UPS的争议所在。
由于光热电站的相关设备需要频繁启停，如汽轮机、熔盐泵及定日镜跟踪系统等在运行过程中都会对局域电网产生影响，造成电压不稳定，产生非正弦周期性谐波电流，使电能的传输和利用效率降低，造成电气设备过热、产生振动和噪声，并使绝缘老化，使用寿命缩短，甚至发生故障或烧毁。另外，谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容器等设备烧毁。
对此，王照忠指出，光热电站所采用的在线式UPS系统通过整流和滤波，使电站运行过程中产生的谐波影响最小化。UPS系统安装完成后即一直处于工作状态，对光热电站局域电网起到保证电源质量、稳定电压的作用，并有效保障相关设备的安全。
王照忠表示，光热电站利用太阳能发电，设备频繁启停，其供电系统受到污染的程度比传统电厂要大很多，良好的供电质量是确保相关设备安全稳定运行的前提。在电站运行期间，需要维持对电能质量的优化，否则即便是在没有发生断电事故的情况下，因供电质量波动，也可能使定日镜跟踪系统宕机。对此，光热发电行业需要予以格外重视。
减小蓄电池容量或可降低UPS成本
李永晨坦言，“在与部分光热示范项目业主及采购方沟通的过程中，我们发现他们对UPS产品的需求和用处还不太明确，甚至对是否在电站中应用UPS还不确定，这其中，成本问题是其中一个主要障碍。”
目前UPS产品一般采用全密封的免维护铅酸蓄电池作为储能装置，而蓄电池作为UPS的重要组成部分，在UPS生产成本中占比约为50%。针对这一情况，青岛艾迪森表示，在缩短蓄电池后备时间并满足应急需求的前提下，降低蓄电池的存储能力是降低光热电站系统UPS采购成本的选择。
王照忠补充道，目前在光热电站中，同时配置UPS和柴油发电机组是非常必要的。在日常供电状态，利用UPS对供电质量进行持续优化，在厂用电断电后，UPS可以先发挥其应急优势，随后利用后者备用供电时间长的优势为光热电站供电，这样既可降低备用供电成本，同时也能保证电站的安全运行。我们建议，对于光热电站的镜场UPS电源配置10分钟的电池存储能力即可满足要求，而这将大大缩减其采购成本。
在谈及国内外UPS产品差异时，王照忠表示，在产品的设计和生产方面，两者并无差异，而且国内UPS相关配件的生产组装和加工工艺已经非常成熟。不同的是，国外元器件产品的性能较好，使用寿命较长，可靠性相对更佳。但国产UPS产品在性能价格比、定制能力以及项目、产品的服务质量上要优于国外产品。
此外，鉴于西北地区特殊的的气候条件，青岛艾迪森也对此进行了特殊的设计和研发，例如，在零部件选型上选择工作温度范围非常宽的零部件，并定制部分零部件；在产品设计时考虑冗余散热，增加空调散热；增大设计余量，降低温升的上升速度。王照忠表示，我们致力于了解客户需求，并结合项目实地情况进行针对性的产品设计，为客户提供定制化的产品。
图：参观青岛艾迪森生产车间
在参观青岛艾迪森UPS生产基地时，调研团人员看到了厂区内摆放整齐的UPS成品及半成品。王照忠向随团人员讲解了青岛艾迪森在产品生产细节方面的优化设计。
作为CSPPLAZA平台会员，王照忠代表青岛艾迪森在本次调研活动中接受了CSPPLAZA主编胡喜鹏颁发的会员单位牌匾。
图：会员单位授牌仪式
关于青岛艾迪森科技股份有限公司
青岛艾迪森科技股份有限公司创建于1998年，是一家专注于解决电网供电质量以及工业电源技术问题的高新技术企业，其主要市场涉及火力发电、石油化工、煤化工、核电、光伏发电及电动汽车电子等新能源行业。其主要产品与服务包括：工业级不间断电源、核级不间断电源、风能变流器、电池以及相关配套服务等。其UPS1+1冗余高速DSP数字控制技术、1+1冗余数字整流技术、N+1冗余高频逆变技术、1+1冗余高速STS技术、四象限双向高频变换器技术、控制电源分布式供电冗余设计、不间断电源系统设备生命周期管理等已处在国际同行业的前沿；具备32位DSP全数字控制、12脉冲/18脉冲多相可控整流、独一无二的远程维护测试技术；“电力专用UPS系统”是电力行业唯一的全冗余UPS，“工业UPS系统”技术也已领先于国内同行业的产品。
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