1、 項目背景介紹

江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能?chē)以囼炇痉俄椖?，?017年獲國家能源局立項，是壓縮空氣儲能領(lǐng)域唯一國家示范項目，也是國家能源局和江蘇省重點(diǎn)推進(jìn)項目，由中鹽集團、中國華能和清華大學(xué)共同開(kāi)發(fā)，一期工程發(fā)電裝機60兆瓦，儲能容量300兆瓦時(shí)，遠期建設規模1000兆瓦。

該項目作為國內首個(gè)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(wú)經(jīng)驗可循的巨大挑戰。

森蘭作為國內變頻技術(shù)領(lǐng)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(dòng)裝置和高壓變頻調速系統，設備于2022年4月帶負載啟動(dòng)完成，2022年5月完成系統聯(lián)調試并投入生產(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(dòng)系統實(shí)現超大電機的穩定啟動(dòng)，HP壓縮機為11MW，計劃配置一臺高壓變頻調速系統進(jìn)行穩定調速運行。

經(jīng)過(guò)項目組與森蘭技術(shù)專(zhuān)家的充分論證和探討，仿真計算，最終確認軟起動(dòng)系統選型為VFPS-100-18000，采用一拖二技術(shù)方案，原理圖如下： 

變頻軟起動(dòng)方案

該方案單獨提供一路饋電給變頻軟啟動(dòng)裝置，當變頻器完成啟動(dòng)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(dòng)與用電設備電機之間是通過(guò)真空斷路器切換來(lái)實(shí)現。

在正常生產(chǎn)過(guò)程中，變頻軟起動(dòng)系統會(huì )根據后臺指令，逐臺拖動(dòng)LP、MP壓縮機實(shí)現無(wú)擾平滑啟動(dòng)，啟動(dòng)前，由操作人員手動(dòng)/DCS系統自動(dòng)選擇需要啟動(dòng)的電機，軟啟動(dòng)系統會(huì )自動(dòng)切換變頻拖動(dòng)回路以及勵磁信號端口至對應電機。實(shí)現一鍵啟動(dòng)投切，過(guò)程無(wú)需人工干預。

3、 項目實(shí)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(shù)方案。

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

本項目變頻系統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(diǎn)，圓滿(mǎn)的達到了項目的需求預期：

變頻調速系統

1）實(shí)現了超大功率壓縮機完全無(wú)沖擊啟動(dòng)，整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程，啟動(dòng)電流完全控制在額定范圍內，對電網(wǎng)未造成任何影響。

2）實(shí)現了完全無(wú)擾并網(wǎng)投切，在變頻啟動(dòng)完成后，由變頻軟起動(dòng)系統直接控制工頻電源并入電機驅動(dòng)，平穩運行后，變頻系統方退出運行，這樣完全避免了變頻切入工頻過(guò)程中可能產(chǎn)生的沖擊電流。

3）實(shí)現了大功率同步無(wú)刷勵磁電機的穩定控制，在變頻啟動(dòng)以及工頻投切過(guò)程中，與勵磁系統完美配合，順利解決了無(wú)刷勵磁同步電機啟動(dòng)過(guò)程中的各項難點(diǎn)和痛點(diǎn)。

4）系統無(wú)啟動(dòng)次數限制，滿(mǎn)足了超大壓縮機的頻繁啟停需求。

5）克服了快速啟動(dòng)、共振點(diǎn)多、啟動(dòng)壓力精準控制等多項技術(shù)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，代表了國內在空氣儲能領(lǐng)域的新突破，有著(zhù)里程碑式的重要意義，項目中對于類(lèi)似超大功率壓縮機負載的變頻驅動(dòng)應用更是代表了變頻技術(shù)的一個(gè)新的高度，這其中的難點(diǎn)不僅僅在于超大功率變頻系統的制造難度，更包含了控制技術(shù)方面的諸多難點(diǎn)以及實(shí)際應用中的細節問(wèn)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(shí)力！