風(fēng)力能源,近年來(lái)已經(jīng)逐漸成為滿(mǎn)足快速增長(zhǎng)能源需求下非常受到歡迎的替代電力來(lái)源,和來(lái)源有限且蘊(yùn)藏量逐漸減少的化石燃料不同,風(fēng)力能源的來(lái)源完全不受限制并且非常容易取得。要將把風(fēng)力能源轉(zhuǎn)換成為實(shí)用的交流電,需要如整流器(Rectifier)和逆變器(Inverter)等功率電子設(shè)備,在高功率發(fā)電系統(tǒng)中,電絕緣在確保電力產(chǎn)生的質(zhì)量和可靠性上扮演了非常重要的角色,而光纖組件可以通過(guò)提供高電壓脈沖絕緣以及防止不必要信號(hào)進(jìn)入功率電子設(shè)備提供保護(hù)。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中工業(yè)用光纖的主要應(yīng)用包括整流器和逆變器的功率電子門(mén)驅(qū)動(dòng)、控制和通信電路板、風(fēng)力渦輪機(jī)控制單元、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及風(fēng)力電場(chǎng)聯(lián)網(wǎng)等
整流器和逆變器
整流器和逆變器為風(fēng)力渦輪機(jī)系統(tǒng)中主要的組成部件,整流器可以把高噪聲交流電轉(zhuǎn)換成為直流電,而逆變器則可以把直流電轉(zhuǎn)換成干凈可靠的交流電輸出,這些設(shè)備的開(kāi)關(guān)動(dòng)作通常由嵌入式數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)通過(guò)光纖鏈路控制,以提供具有高電絕緣能力的高效率可靠控制。
基本上在整流器和逆變器的控制開(kāi)關(guān)上有幾個(gè)選擇,分別是絕緣柵雙極晶體管(IGBT,Insulated Gate Bipolar Transistor)、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GTO,Gate Turn Off Thyristor)、集成門(mén)極換流晶閘管(IGCT,Integrated Gate Commutated Thyristor)、對(duì)稱(chēng)型門(mén)極換流晶閘管(SGCT,Symmetrical Gate Commutated Thyristor)以及發(fā)射極關(guān)斷晶閘管(ETO,Emitter Turn-off Thyristor)等。光纖組件普遍用於控制高電壓和電流開(kāi)關(guān)設(shè)備,提供可靠的控制和反饋信號(hào),請(qǐng)參考
光纖實(shí)現(xiàn)典型IGBT門(mén)驅(qū)動(dòng)電路功能框圖
使用光纖的典型ETO二級(jí)電壓源轉(zhuǎn)換器相位連接圖
高壓變頻系統(tǒng)
在高壓變頻系統(tǒng)中,我們認(rèn)識(shí)到在控制單元柜部分的信號(hào)主要是弱電,但整個(gè)系統(tǒng)工作環(huán)境較為惡劣、傳輸距離不確定(較遠(yuǎn)),存在各種高壓電信號(hào)。如果采用純粹的銅線(xiàn)進(jìn)行傳輸,則需要面臨各種干擾、升壓、降壓、損耗大、易腐蝕等問(wèn)題,從而導(dǎo)致可靠性低、實(shí)用性低、資源浪費(fèi)等結(jié)果。通過(guò)將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的這個(gè)方式,解決了采用銅線(xiàn)傳輸中的變壓、損耗、干擾等問(wèn)題,其主要應(yīng)用在控制柜和變頻功率單元柜的的通信。
智能電力抄表系統(tǒng)
我國(guó)目前普遍采用的載波電力抄表系統(tǒng)由于其技術(shù)原因,出現(xiàn)嚴(yán)重?cái)?shù)據(jù)漏抄現(xiàn)象。不能滿(mǎn)足電力系統(tǒng)高度可靠的要求。智能電網(wǎng)對(duì)高速、可靠以及低成本的在原有載波智能電表的基礎(chǔ)上提出由POF塑料光纖智能電力抄表系統(tǒng)取代載波抄表系統(tǒng)。
目前已發(fā)布國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《GB∕T 31990.1-2015塑料光纖電力信息傳輸系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、南網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)《Q/CSG1209025.1-2020計(jì)量自動(dòng)化系統(tǒng)塑料光纖通信技術(shù)規(guī)范》