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丹佛斯傳動攜手南方電網 打造全國首個直流“綠色”零碳建筑金級示范項目

http://www.debgrams.com 2025-02-10 09:51 來源:丹佛斯傳動

建筑領域是能源消耗和二氧化碳排放大戶。中國建筑節(jié)能協(xié)會的報告顯示,2020年全國建筑全過程能耗總量為 22.7億tce,占全國能源消費總量比重為45.5%。因此,加快推動建筑領域節(jié)能降碳,對于實現“雙碳目標”、推動綠色低碳高質量發(fā)展具有重要意義。

2023年3月,位于橫琴粵澳深度合作區(qū)的中國南方電網有限責任公司(以下簡稱“南方電網”)珠海橫琴供電局線路工區(qū)大樓(以下簡稱“珠海橫琴供電局零碳大樓”)正式啟動運行并通過了驗收。這是南方電網首個全直流“綠色”零碳建筑,也是廣東省首批碳中和試點示范區(qū)中唯一的零碳建筑。通過采用光儲直柔直流系統(tǒng)全面實現電氣化,珠海橫琴供電局零碳大樓實現了供電系統(tǒng)高效、低能耗運行,既挖掘了建筑行業(yè)的減碳潛力,也探索了電力行業(yè)在建筑領域實現脫碳的機遇,對建筑零碳化與電力零碳化有著雙重的重要意義。而為其中核心直流配電系統(tǒng)提供強大支持的,則是來自丹佛斯傳動行業(yè)領先的直流配電設備與解決方案。

挑戰(zhàn)

近年來,南方電網以服務粵港澳大灣區(qū)經濟社會發(fā)展、助力“雙碳”目標實現為總目標,持續(xù)推進電網工程建設和新型電力系統(tǒng)示范區(qū)建設。基于橫琴粵澳深度合作區(qū)“智慧能源深度合作示范區(qū)”的定位,南方電網憑借高可靠供電、高品質服務、全綠色動力的“兩高一全”電力供應體系,致力于將示范區(qū)打造為“零碳島”。

2022年8月,橫琴粵澳深度合作區(qū)執(zhí)行委員會發(fā)布貫徹落實國務院《扎實穩(wěn)住經濟的一攬子政策措施》實施方案,點名提出要推進橫琴供電局線路工區(qū)大樓零碳示范樓宇項目,為未來新能源交易及場外零碳能源應用提供技術支撐,探索打造“零碳島”的初步路徑。

在零碳建筑的實踐過程中,光伏發(fā)電作為綠色能源,能夠顯著降低建筑的碳足跡,成為零碳建筑電力供應的重要手段。傳統(tǒng)的光伏發(fā)電采用交流方案,但隨著大量分布式光伏并網,電能質量問題逐漸顯現。而光儲直柔直流系統(tǒng)采用“自發(fā)自用,余電上網”的設計運行方式,不僅實現了分布式光伏的有效利用,還極大地解決了低壓電網的電能質量問題,為規(guī)模化推進分布式光伏的發(fā)展提供了良好的技術支撐,更符合未來綠色電網的發(fā)展方向,也更適合應用于綠色建筑領域。但分布式電源及負載均通過直流接入,在我國還處于研究推廣階段,可供參考的成熟方案與成功經驗還不夠充分。

解決方案

在船舶海工領域,直流配電系統(tǒng)具備提高能量傳輸效率、實現精確電機控制、增強系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性、減少轉換損耗以及儲能系統(tǒng)集成等優(yōu)勢,已在國內外大型船舶中廣泛采用。其中,2009年世界第一艘柴電直流組網推進的內河郵輪“MV維京傳奇號”,以及2022年全球首個直流電推化學品船“鼎衡19號”,采用的即是由丹佛斯傳動的直流配電解決方案。

丹佛斯傳動在船舶海工直流配電領域已有十余年成功經驗。近年來隨著全球低碳化趨勢,風電、光電逐漸成為主力,丹佛斯傳動正式啟動了“登陸計劃”,旨在擴大旗下全球領先的直流配電技術的應用領域,以船舶海工配電系統(tǒng)高可靠性、高安全性的標準,為數據中心、電動汽車、綠色建筑等更多領域開源節(jié)流保駕護航。

此前,南方電網曾采用過丹佛斯傳動的技術設備。基于對丹佛斯傳動產品的信任,以及在直流配電領域深厚的經驗技術積累,南方電網決定繼續(xù)攜手丹佛斯傳動,為珠海橫琴供電局零碳大樓打造直流配電系統(tǒng)解決方案。

經過多方溝通與論證,丹佛斯為珠海橫琴供電局零碳大樓打造的直流配電系統(tǒng)解決方案配置了近1320kW的AC-DC整流器、DC-DC換流器以及直流配電保護裝置VACON®DCGuard™,構筑成750Vdc的直流電網;同時配備了一套近300kW的磁懸浮壓縮機技術的制冷主機以及200kW的變頻驅動器驅動水泵系統(tǒng)納入直流配電網絡中,形成完整的直流動力配電網絡。

相較于其他方案,丹佛斯傳動的直流配電方案在系統(tǒng)能效、電能質量、可靠性、系統(tǒng)保護策略以及經濟性五個維度中遙遙領先,優(yōu)于其他方案:

1系統(tǒng)能效

能效可達67%;

2電能質量

采用AFE(Active Front End) 主動前端整流系統(tǒng),實現THDI<5%,網側功率因素>0.99。用戶無需另外配置有源濾波裝置來處理諧波干擾,網側功率因素接近1,遠超傳統(tǒng)方案;

3可靠性

采用變換器n+1冗余,即電壓跌落50%,200毫秒能保證整個系統(tǒng)穩(wěn)定運行;

4系統(tǒng)保護策略

采用750伏直流主干線,每個分支線路都配了微秒級開斷的斷路器,當兩端母線中任意一個發(fā)生短路故障,開關能夠保護斷開,保證另一段正常運行,此外還配置了絕緣監(jiān)測,保證單體接地故障時,避免另外一極發(fā)生單極接地后引發(fā)系統(tǒng)極間故障;

5經濟性

按照直流設備的造價+電纜的造價+運維成本,丹佛斯直流配電解決方案優(yōu)勢明顯。

而作為關鍵設備的丹佛斯傳動VACON®DCGuard™,為直流配電方案的安全性發(fā)揮了重要作用。VACON®DCGuard™是一種基于IGBT電力電子技術的快速直流電流分斷裝置,可通過快速檢測并切斷任何故障直流電流來維持直流電網的穩(wěn)定性,在5微秒內隔離系統(tǒng)的故障部分,保護周邊設備,確保運行不中斷。

南方電網負責人表示:“ 丹佛斯傳動在直流電網領域的專業(yè)性,以及產品的安全性和可靠性給我們留下了深刻印象。我們非常歡迎丹佛斯傳動這樣的合作伙伴加入我們的項目,分享相關經驗,與我們一道推進中國綠色建筑的發(fā)展以及零碳電網的打造。我們相信在珠海橫琴供電局零碳大樓的示范帶動下,未來會有更多的用戶與合作伙伴與我們一起,共同走上綠色轉型的高質量發(fā)展之路。"

丹佛斯(中國)傳動高級銷售總監(jiān)虞小平表示:“能夠參與珠海橫琴供電局零碳大樓這一示范性項目的建設,我們感到非常榮幸。基于數十年的經驗積累和技術研發(fā),丹佛斯傳動能夠提供豐富的直流配電解決方案和成功經驗,也可基于客戶需求,幫助客戶評估總體影響,提供最專業(yè)的解決方案來更好的服務國內的客戶與合作伙伴。隨著國內綠色建筑的進一步發(fā)展,‘光儲直柔’綜合性實驗項目和示范項目已經越來越多的涌現。我們將繼續(xù)加大在直流配電領域的投入,大力拓展應用,為國內客戶與合作伙伴的零碳發(fā)展之路提供丹佛斯傳動最專業(yè)與可靠的支持。”

珠海橫琴供電局零碳大樓自2023年正式運行以來,經第三方監(jiān)測,實現了可再生能源電力替代率接近21%,能耗強度相對標準限值降低近34%,建筑負荷調節(jié)比例近62%。中國城市科學研究會已將其視為探索符合我國國情建筑“碳中和”發(fā)展路徑的標桿性示范性項目,于2023年12月授予了全國首張金級“碳中和”建筑運行評價標識證書。2024年5月13日,在第二十屆國際綠建大會上,住房和城鄉(xiāng)建設部還授予珠海橫琴供電局零碳大樓“碳中和建筑”項目證書。

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