显然,智能电网比传统电网具有更强大的兼容性,为风电的发送、调配铺平了道路。张松刚指出,智能电网会增加更多的储能环节、更合理的分配能源消耗与调节电能流向、更多的引入电力电子装置区改善电能质量、根据不同的用户需求更好的调节供需双方的电能平衡、高智能及网络化的保护与控制设备的逐步推广使用等诸多方面缓解风力发电并网所带来的问题,并提高绿色能源在整个电网的利用率。
许浩平认为,在未来的几年中智能电网在标准化、自动化和互动化方面还需加强,使其真正成为一个电力行业中的互联网。
风电场防雷解决方案
雷一般可分为直击雷和感应雷,直击雷能量太大,一般只有大地才能够承接,因此一般只能用引雷针来保护暴露在野外的电子设备。对风电场来说,尽管风塔采用金属外壳,但为安全起见,最好还是要用引雷针或避雷针。
目前业内能提供引雷针的供应商主要有爱丽达、杜尔梅森和深圳雷晟,雷晟除了拥有自己品牌的引雷针以外,还代理前面两家的引雷针产品。
风电场的机房防雷方案与基站大致相同,主要防雷目标是可能会受到从电源线过来的感应雷影响的电子设备,如逆变器。这一般采用由MOV(压敏电阻)和GDT(气体放电管)构成的组合防雷方案。目前业内主要的MOV供应商有Littelfuse、TDK-EPC、泰科电子、合肥宇潜电气科技,GDT供应商主要有泰科电子、TDK-EPC、DEHN、OBO、深圳槟城电子,深圳天顺和雷晟都是DEHN防雷器的代理商。
不管是保护交流110V/220V开关电源还是48V直流开关电源,传统的防雷解决方法是:第一级防雷采用GDT,第二级防雷采用MOV。
MOV 为业界广泛采用的主要原因是有耐冲击电流大、响应时间快和成本低的优点,但众所周知,MOV存在技术上至今无法突破的瓶颈,MOV在未受冲击前,具有较好的绝缘阻抗,即漏电流很低;但当遭受感应雷的冲击后,压敏电阻会劣化,导致绝缘阻抗下降,漏电流加大,随着外界的冲击加剧,这种漏电流会加大导致电路板烧坏甚至短路起火。
目前业界采用了二种方法来解决这一问题,一是将压敏电阻封壳,但这是一个治标不治本的方法,二是串入保险丝的方法,但这一种方法会出现一个矛盾:如果为防止较小的漏电流而使用较小电流的保险丝,这时通流量也会降低,否则较大的雷击电流会烧坏小电流保险丝;如果为提高通流量而采用较大电流的保险丝,这时稍小的漏电流仍然会烧坏电路板的其它元件,甚至还会出现压敏电阻烧坏了保险丝还没有动作的情况。
陶瓷GDT虽然反应速度较MOV慢,但它是一种开关器件,遭雷击时可快速泄放大电流,但它在遭雷击后的导通压降很低,一般只有10V左右,若直接与MOV并接在待保护电路的两端,陶瓷GDT会一直处于导通状态,也即存在业界所讲的续流问题。
为了解决GDT的续流和MOV的漏电流问题,目前业内在交流开关电源上采用的方法是:第一级GDT再串接一个MOV,第二级采用两个MOV串接,再在其中间接一个GDT到地,这样不仅解决了第二级MOV遭雷击时的电流泄放问题,而且有效解决了第一级的GDT续流和MOV漏流问题。
如果是48V直流开关电源,防雷解决方案还可以再简化,第一级仍旧可采用GDT串接MOV的方法,第二级可采用一个MOV进一步降低雷击尖峰电压,但也可采用一个TVS二极管来替代。
如果能有效提高GDT的导通电压,那么就不需再采用钳位型MOV,也就是说可以拿掉第一级体积很大的MOV。幸运的是,最近深圳槟城电子率先在业内做到了这一点。它们从技术上突破了这一问题的瓶颈,开发出了命名为BH601的无续流陶瓷气体放电管,它将导通电压值提高到60V以上,从而可以直接用在48V直流电源的防雷防护上。
与传统的压敏电阻方案相比,BH601不仅从根本上解决了漏流的问题,而且陶瓷GDT的结构特点也决定了其在通流等级上可以轻松实现。BH601最大耐冲击电流高达20KA,绝缘电阻超过1G欧姆,响应时间小于200ns,而且尺寸仅有8.3×24.8mm。
槟城电子FAE主管叶毓明说:“BH601是目前业内第一款真正的无续流GDT,而且现已通过了华为严格的实验室测试。”
槟城电子是深圳一家专攻SMD陶瓷GDT的民营企业,目前主要有三个系列的产品。第一是BS系列小型化SMD GDT,最大耐冲击电流达到500A,最小尺寸已做到1206。叶毓明表示:“1206是目前业内做到的最小尺寸SMD GDT,该系列GDT的每月出货量目前已达到2-3KK。”
第二是BS系列半导体放电管TSS,今年7月底一条新的封装线进入量产,目前每月出货量在4KK以上。第三是BV系列瞬态抑制二极管TVS。
目前槟城电子的产品质量和性能已相当接近TDK-EPC。例如,TDK-EPC的GDT最高性能为:最大耐冲击电流100KA,冲击击穿电压为5.5KV,绝缘电阻为1G欧姆,寄生电容为0.5pF;槟城电子GDT的最高性能为:最大耐冲击电流20KA,冲击击穿电压7.5KV,绝缘电阻大于1G欧姆,寄生电容小于0.6pF。