为新能源电能造个“肺”
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- 发布时间:2021-11-10
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【概要描述】11月3日举行的国家科技奖励大会上,由山东大学、新风光电子科技股份有限公司(以下简称新风光)、清华大学、山东泰开电力电子有限公司、山东山大华天科技集团股份有限公司5家单位科研人员共同完成的“高比例新能源电力系统电能净化关键控制技术及应用”项目荣获国家科技进步二等奖。这是一项什么技术?怎么研发出来的?有什么意义?11月5日,记者带着问题来到汶上县的新风光一探究竟。
为新能源电能造个“肺”
【概要描述】11月3日举行的国家科技奖励大会上,由山东大学、新风光电子科技股份有限公司(以下简称新风光)、清华大学、山东泰开电力电子有限公司、山东山大华天科技集团股份有限公司5家单位科研人员共同完成的“高比例新能源电力系统电能净化关键控制技术及应用”项目荣获国家科技进步二等奖。这是一项什么技术?怎么研发出来的?有什么意义?11月5日,记者带着问题来到汶上县的新风光一探究竟。
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11月3日举行的国家科技奖励大会上,由山东大学、新风光电子科技股份有限公司(以下简称新风光)、清华大学、山东泰开电力电子有限公司、山东山大华天科技集团股份有限公司5家单位科研人员共同完成的“高比例新能源电力系统电能净化关键控制技术及应用”项目荣获国家科技进步二等奖。这是一项什么技术?怎么研发出来的?有什么意义?11月5日,记者带着问题来到汶上县的新风光一探究竟。
在新风光设备组装车间,工人们正在一丝不苟地安装调试产品。“这批产品很快就能调试完成,次日凌晨就将装车发往河南。市场需求越来越大,我们的研发、生产一刻也没有停止过。这样的设备,我们每月能生产数百台。”获奖人之一、新风光总经理胡顺全介绍。他走到一台半个集装箱大小的柜子前停下:“这个设备叫动态无功补偿装置(SVG),它应用的就是高比例新能源电力系统电能净化关键控制技术。”
“当前,以风力、光伏为代表的新能源是国家重点发展的领域。但这些新能源不稳定,风力大或光照强时,就会导致电网电压产生较大波动,我们使用的电灯、电脑等电器就可能被瞬间高压烧坏。通俗地讲,我们这项技术解决的就是这个问题。”胡顺全解释道。
“SVG就像肺一样,负责消除‘污染’、净化电网。如果电网没有SVG,在我们工业用电越来越复杂和新能源大量应用的今天,电网将会出现崩溃。”在奖项第一完成人、山东大学控制科学与工程学院院长张承慧看来,新能源电能虽然可再生、无污染,但因其随机性、不确定性和波动性,早期被行业内称为“垃圾电”,这使新能源的利用遇到了极大挑战。新能源电站发的电是有功功率,必须有一定比例的无功功率支撑整个系统电压的稳定。SVG就能为电网快速补充无功功率,让新能源发电安全并入国家电网。
“十四五”规划纲要提出,加快发展非化石能源,坚持集中式和分布式并举,大力提升风电、光伏发电规模,非化石能源占能源消费总量比重提高到20%左右。据预测,2025年,我国新能源发电装机占比将超过30%,发电量占比将接近20%。“新能源发电必须具备SVG这个标配,我们这个项目的意义就在这里。”胡顺全说。
获奖人之一、新风光技术总监任其广介绍,山东大学和新风光有着30多年的合作历史,共同建有教育部工程研究中心和新能源与高效节能国家地方联合工程研究中心,校方主要负责基础理论研究、关键技术研发与样机研制,企业则发挥自身优势主要进行技术转化与产业化应用。“我们在应用中发现问题后,反馈到理论研究上解决问题,再到现场进行实验验证,形成了产学研的结合。”山东大学张承慧教授团队与新风光早在2005年就研发出了首台SVG,后来通过与多方合作进行反复提升、完善,才形成了如今成熟的技术成果,研发出了适应各种应用场所的SVG设备。
据任其广回忆,研发的过程非常艰辛。2010年隆冬,他们首次在西北地区调试应用SVG设备,在青海德令哈的一处海拔4000多米的戈壁滩上,气温低至零下二三十摄氏度。他和同事首先要将30多个单元模块一块一块地组装起来。因为高寒、缺氧,他们平时能轻松抱起的单元模块,在高原却怎么也抱不动。后来,他们在当地居民的帮助下完成了组装,可在家运行良好的设备换了地方却怎么也开动不起来。原来光伏基地处在当地电网的末端,电网特性和试验时存在较大差异,导致设备无法运行。大家现场讨论,通过增加电抗器才使问题得以解决。正要启动时,设备水冷部件里的水又被冻住了。他们紧接着现场更换水冷管,加入防冻液,这才保证了设备的正常运行。
在不断的现场应用中,胡顺全及团队先后发现并解决了如何在扩展容量时保证设备性能叠加稳定、如何快速跟踪电网中的闪电、谐波等关键问题,也正是在这种反复发现问题、解决问题的过程中才让整项技术日臻完善,增强了光伏、风力等新能源发电的稳定性。
SVG不仅属于国家战略性新兴产业新能源设备,也成了新风光的拳头产品之一。如今,新风光SVG产品市场占有率位居全国前列。
记者了解到,新风光的前身是20世纪70年代成立的国营汶上无线电厂,企业历经多次改革、重组成为国资控股的国家高新技术企业,后改名为新风光电子科技股份有限公司,年产值近十亿元。公司今年4月13日上市科创板。
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