产品研发背景
在全球大力推行可再生能源发电和我国推行“双碳”目标的大背景下,近年来海上风电以其发电稳定性高、电网接入便利、土地节省等优势,展现出较大的发展潜力和市场前景。直流场设备是海上平台的重要组成部分,直流电压等级越高的电力设备需要配置空间更大的换流站,传统敞开式空气绝缘的直流场设备占用空间较大,限制了海上平台的发展。直流气体绝缘金属封闭开关设备(直流GIS)不但有助于减少陆上换流站的占地面积,也有利于降低容量大离岸远的海上风电场的设施投资成本,具有更高的可靠性。此外,海上风电柔性直流输电系统逐渐向高电压等级、高容量的方向发展。因此,研发高电压等级直流GIS,即±550kV直流GIS将针对性地满足未来海上平台高电压等级、大容量、轻型化、紧凑化的需求。
积极响应市场需求
直流电场条件下固体绝缘材料内部及表面的电荷积聚会局部改变电场分布,对产品的绝缘性能及长期运行稳定性提出了更高要求,设备研发面临技术难题。
西开电气响应市场需求,成立项目攻关组,对直流场下设备的绝缘问题进行了深入研究,通过多场耦合仿真模型,研究绝缘子几何形状对气固界面电场分布的影响规律,通过实验确定满足±550kV GIS盆式绝缘子及绝缘支撑件的绝缘优化设计准则。
依托仿真、测试等手段反复优化产品结构,在项目推进过程中,多部门协作,积极协调资源,争分夺秒完成样机试制工作。项目组经过反复论证及研究,制定多种工况下的试验方案,全面验证产品的绝缘性能及可靠性,为顺利完成试验争分夺秒。
积极开拓海上风电市场
由于目前直流GIS暂无试验标准,为了推动直流GIS的压法进展,项目组基于直流GIS长期运行特性及应用场景,综合考虑了稳态下直流GIS长期带电导致电荷积聚、暂态下雷电和操作过电压导致沿面闪络、负荷载流导致温度梯度等复杂工况下的绝缘问题,制定了长期带电试验方案来验证设备的可靠性、长期稳定性等性能。
西开电气直流GIS攻关团队致力于实现西电在柔性直流输电及海上风电设备研发领域取得新突破努力使产品满足海上风电技术和设备需求积极扩展海上风电市场。