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1、 項目背景介紹

江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目，于2017年獲國家能源局立項，是壓縮空氣儲能領域唯一國家示范項目，也是國家能源局和江蘇省重點推進項目，由中鹽集團、中國華能和清華大學共同開發(fā)，一期工程發(fā)電裝機60兆瓦，儲能容量300兆瓦時，遠期建設規(guī)模1000兆瓦。

該項目作為國內(nèi)首個非補燃壓縮空氣儲能電站，該項目所有主設備均為國產(chǎn)首臺套，既有設備研發(fā)難題，又有首次集成困難，更有電站建設和運維缺乏標準、毫無經(jīng)驗可循的巨大挑戰(zhàn)。

森蘭作為國內(nèi)變頻技術領軍企業(yè)，有幸入選金壇鹽穴壓縮空氣儲能項目核心設備供貨商，為項目超大功率壓縮機分別提供一套高壓變頻啟動裝置和高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，設備于2022年4月帶負載啟動完成，2022年5月完成系統(tǒng)聯(lián)調(diào)試并投入生產(chǎn)。 

2、 項目目標與原則

本項目配置三套超大功率壓縮機，其中LP、MP壓縮機功率分別為29MW和26.5MW，要求采用高壓變頻軟起動系統(tǒng)實現(xiàn)超大電機的穩(wěn)定啟動，HP壓縮機為11MW，計劃配置一臺高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)進行穩(wěn)定調(diào)速運行。

經(jīng)過項目組與森蘭技術專家的充分論證和探討，仿真計算，最終確認軟起動系統(tǒng)選型為VFPS-100-18000，采用一拖二技術方案，原理圖如下： 

變頻軟起動方案

該方案單獨提供一路饋電給變頻軟啟動裝置，當變頻器完成啟動后，可通斷路器切除掉變頻器主電源，這樣變頻器完全和主回路脫離。變頻軟啟動與用電設備電機之間是通過真空斷路器切換來實現(xiàn)。

在正常生產(chǎn)過程中，變頻軟起動系統(tǒng)會根據(jù)后臺指令，逐臺拖動LP、MP壓縮機實現(xiàn)無擾平滑啟動，啟動前，由操作人員手動/DCS系統(tǒng)自動選擇需要啟動的電機，軟啟動系統(tǒng)會自動切換變頻拖動回路以及勵磁信號端口至對應電機。實現(xiàn)一鍵啟動投切，過程無需人工干預。

3、 項目實施與應用情況

HP壓縮機變頻器選型為SBH-100-11200，采用一拖一技術方案。

該方案為一拖一典型方案，為系統(tǒng)配置上電限流組件，可以將變頻器上電沖擊電流限制在額定電流以內(nèi)。變頻器輸入、輸出端配置隔離開關QS1、QS2用于系統(tǒng)隔離，方便檢修維護。

本項目變頻系統(tǒng)集成了森蘭最新一代高壓變頻器的研究成果，具有可靠性高、調(diào)速精度高、諧波含量低、對電網(wǎng)適應能力強、更智能等優(yōu)點，圓滿的達到了項目的需求預期：

變頻調(diào)速系統(tǒng)

1）實現(xiàn)了超大功率壓縮機完全無沖擊啟動，整個啟動過程，啟動電流完全控制在額定范圍內(nèi)，對電網(wǎng)未造成任何影響。

2）實現(xiàn)了完全無擾并網(wǎng)投切，在變頻啟動完成后，由變頻軟起動系統(tǒng)直接控制工頻電源并入電機驅動，平穩(wěn)運行后，變頻系統(tǒng)方退出運行，這樣完全避免了變頻切入工頻過程中可能產(chǎn)生的沖擊電流。

3）實現(xiàn)了大功率同步無刷勵磁電機的穩(wěn)定控制，在變頻啟動以及工頻投切過程中，與勵磁系統(tǒng)完美配合，順利解決了無刷勵磁同步電機啟動過程中的各項難點和痛點。

4）系統(tǒng)無啟動次數(shù)限制，滿足了超大壓縮機的頻繁啟停需求。

5）克服了快速啟動、共振點多、啟動壓力精準控制等多項技術難題。

4、效益分析

江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能示范項目的成功投運，代表了國內(nèi)在空氣儲能領域的新突破，有著里程碑式的重要意義，項目中對于類似超大功率壓縮機負載的變頻驅動應用更是代表了變頻技術的一個新的高度，這其中的難點不僅僅在于超大功率變頻系統(tǒng)的制造難度，更包含了控制技術方面的諸多難點以及實際應用中的細節(jié)問題處理，森蘭變頻的成功應用也再次向世界展示了國產(chǎn)變頻的實力！