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焦作西门子总代理商
产品时间:2020-11-23
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打造未来电网的*骨干

 

西门子推出的HVDC PLUS输电技术将在今后几十年内为基于可再生能源的电力供应打下基础。

在理想情况下,可再生能源本应取自何处,就用之何处。然而,现况并非始终如此。譬如,海上风电场生产的电力必须输送至沿海地区。这一过程通常需要使用高压直流输电线路(HVDC)。当输电电缆长度超过80公里时,HVDC是较为高效的解决方案。HVDC系统通过换流站将海上风电场产生的交流电转换为直流电。这些直流电在被输送至陆地后,又会经换流站转换回交流电。举例来说,通过这一过程,北海上的一条海上直流输电线路可以实现低于4%的输电损耗。

陆地上的太阳能发电系统、风电场和水电站产生的电力往往需要跨越遥远的距离才能到达城市地区。例如,为了将德国北部风电场产生的电能传输至南部地区,一条总长度达3800公里的新输电线路正在规划之中。这一项目同样采用直流输电。西门子能源业务的HVDC换流器产品开发主管Jörg Dorn表示:“这些电力高速公路将构成未来电力网络的骨干。”

图为工人在西门子纽伦堡工厂内进行HVDC PLUS传输单元的最后组装。

这并不足为奇。因为输电容量为2500兆瓦的三相交流输电系统在800公里的输电距离内会产生约9%的输电损耗,而直流输电可以将损耗降低30%到50%不等。从2010年起,西门子在中国建成的一套HVDC系统就证明了直流输电线路能够成功运行。这套系统的输电容量高达5000兆瓦,可将在云南的水电站生产的电力输送至远在1400公里之外的广东省内的大城市。通过取代由燃煤产生的补充电力,广东省每年可减排二氧化碳约3000万吨。

不仅如此,HVDC输电还有一个独特的优点,它可以将由于电网频率不同而在技术上不可兼容的三相交流电网连接起来。因此,对西门子来说,继续优化HVDC技术是明智之举。目前,西门子是全球*的HVDC系统制造商之一,拥有约40%的市场份额。

隔离故障

在一些应用场景中,使用传统HVDC技术需要耗费大量的精力且成本高昂,西门子为此开发出了专门的HVDC解决方案。比如说,2010年,HVDC PLUS技术被首次使用,通过一条穿越东湾区的长85公里的电缆将坐落于加利福尼亚州州匹兹堡的天然气电厂生产的电力输送至旧金山市中心。

鞋盒大小的设备被捆绑安装到像这样的换流塔中。这种塔有助于稳定输电系统。

HVDC PLUS设施能带来诸多益处。比方说,不同于传统HVDC系统,HVDC PLUS通常不要求在电网中使用交流滤波器。这是因为在HVDC PLUS系统中,电流转换所需的绝缘栅双极晶体管(IGBT)模块能够以高度智能的方式实现精准开关,从而让换流过程产生接近理想的电流和电压波形。这样就无需使用滤波器,从而节省了空间,使HVDC PLUS解决方案极其适用于如海上风电场等系统。当然,西门子还在坚持不懈地改进其电力电子系统。例如,在2016年8月于巴黎举办的国际大电网委员会(CIGRE)展会上,西门子发布了性能是以往型号的两倍的IGBT模块。这意味着实现规定性能所需的模块数量更少,从而可以节省更多空间。

不仅如此,尽管常规HVDC系统需要在有输电干线电压的情况下才能从交流电转换为直流电,HVDC PLUS设施可自行产生这种电压。由此带来的好处是,当输电线上的电压发生中断,或当某个电厂彻底停机时,这项新技术能够自行生成干线电压,实现“黑启动”,从而降低断电风险。

除此之外,如果高架电力线遭遇雷击,那么采用全桥技术的新一代发电换流器将允许系统在短短数百毫秒内多次重新启动,确保故障被隔离而不扩散。

图为在法国与西班牙间的HVDC输电线路上位于法国境内的Baixas换流站的换流厅。

深埋地底还是架空

传统HVDC技术已融合了40多年持续研发所取得的成果,而HVDC PLUS技术则相对较新。不过,西门子已在对其进行进一步研发。目前,功率最大的HVDC PLUS系统连接法国Baixas与西班牙Santa Llogaia。它长65公里,有两套系统,通过两条输电容量各为1000兆瓦的地下电缆输送电力。迄今为止,HVDC PLUS技术一直被用于地下电缆线路。然而,借助采用全桥技术的新型IGBT模块,计划在2022年之前竣工的贯穿德国南北、长340公里的Ultranet输电线路,将能够使用输电容量高达2000兆瓦的灵活、可靠的高架线路。Ultranet项目只是朝着未来覆盖全欧洲的、基于可再生能源的直流电网迈出的*步,欧洲电力输电系统运营商网络预计将在2050年建成这个电网。这些系统以及其他概念都旨在满足今后几十年的能源供应要求。

曼谷交通拥堵的一剂良药

 

作为重要的商业中心,曼谷正在打造全新本地公共交通网络,为未来发展做好准备。西门子为这座特大城市的建设给予了*的支持。

众所周知,泰国首都曼谷的交通拥堵极为恶劣,因堵车导致产妇无法及时达到医院而在车中分娩的情况屡见不鲜。每天,数百万辆汽车在由运河填平而成的曼谷街道上首尾相连,缓慢移动。一眼望不到尽头的汽车长龙间,电动三轮车(又称嘟嘟车)和摩托出租车在缝隙中穿行。

减少车流量

如果没有现有的公共交通,曼谷交通系统可能早已崩溃。在生活着1100万人口的大都会区,机动车保有量高达700万。从20世纪90年代初开始,曼谷居民选择公交车、私家车、轻便摩托车或出租车出行的比例已高达约80%。高峰时段,市中心的平均车速不到每小时10公里。这显然需要采取相应的措施。由于曼谷的空间资源匮乏,新建道路这一方案不具可行性。因此,市政府决定以公共交通为解决之道。近年来,有关项目已经改善了曼谷的交通状况,西门子在这一积极发展的过程中扮演了至关重要的角色。

1994年,曼谷的城市和交通规划师制定了一项名为《曼谷大众捷运开发计划》的大师级规划方案。这项方案旨在于世纪之交,建成12条以上新的地铁和快捷城市轨道线路。尽管从那时起计划几经调整,但基本结构保持不变。近几年,西门子交通集团已经设计并建成了该计划中的前三条轨道系统,这些轨道线路现已构成曼谷未来交通基础设施扩建的基础。

泰国首都曼谷拥有800多万居民,是如今泰国最大的城市。目前,整个曼谷大都会区生活着超过1100万人。

曼谷地标

这项计划的*个重大成果是“天铁绿线”(Skytrain Green Line),这条线路由西门子于1998年建成。天铁建设在高度12米至30米不等的高架桥上,列车在曼谷拥堵的街道上方疾驰。高峰时段,天铁每隔两分钟发车,每天运送乘客70万人次,已经成为曼谷地标。

此外,西门子还建造了曼谷的*条地铁线路。2001年,西门子赢得了建造“蓝线”(Blue Line)的合同。在曼谷最重要同时也最拥堵的交通动脉下方,蓝线围成了一个半圆形,将城北的Chatuchak区与西南部的Pathum Wan区连接起来。这条线路的建造有些棘手,这是因为曼谷地处泰国最大河流湄南河的沿岸低地。建筑工程师必须确保地铁隧道不会渗水,在雨季尤其如此。蓝线每天运送乘客25万人次。随着时间的推移,这两条市内轨道公共交通线路已经扩建,现在包括三条从曼谷市中心分别通往城北、东南和西南的线路,经停52个车站。

2010年,西门子为曼谷建成了“机场快线”(Airport Rail Link)。现在,这条线路的空调车每天往返于曼谷市中心与28公里之外的素万那普机场之间,运送乘客多达6万人次。天铁、地铁和机场快线可在几个共同车站停靠以实现方便换乘。正是由于所有这些项目,曼谷街道的平均车速已提高至每小时18公里。

西门子建造了曼谷*条地铁线。“蓝线”于2004年投入运营。

机场快线每天往返于曼谷市中心与素万那普机场之间,运送乘客多达6万人次。

天铁——汽车的替代之选

扩建公共交通网络

 

从长远上看,这些线路还远远不够。世界银行预计,到本世纪中叶,泰国约60%的人口将居住在曼谷及其周边城区——比这个区域当前的居民数量多1000万。届时,现有公共交通网络将不堪重负。为此,扩建公共交通网络的计划预计在2021年前将搭乘公共交通工具的人数从今天的40%提升至60%。2012年推出的“兔卡”(Rabbit Card)智能交通卡,为天铁和公交车乘客带来了便利。不久之后,兔卡也将应用于地铁系统。

明确目标:曼谷下定决心,全力打造亚洲的区域轨道交通系统之一。

《曼谷大众捷运开发计划》的下一个重要阶段性目标是分两阶段建成18条新的公共交通线路(地铁和快捷城市轨道)。新的线路将从市中心通往郊区,另将有一条线围绕市中心形成环线。*阶段要求在2019年之前斥资80亿欧元扩建曼谷市内网络;第二阶段预计在2029年之前,将交通网络扩大至覆盖曼谷郊区及周边地区。曼谷打算逐步将大都会区的快捷轨道线路总长度延长至500公里以上,较当前总长度翻了一番。在这方面,西门子可以提供全面的产品,包括轨道列车,以及列车运营所需的信号系统、运行系统、驱动系统技术和供电系统等等。除此之外,西门子还能够交付轨道系统的交钥匙工程,并提供维护服务。

乘客数量翻番

西门子在泰国参与的项目可以追溯到1900年。2011年11月,曼谷遭遇严重洪灾。期间,西门子员工加班加点,保障天铁平稳运行,防止城市陷入混乱。西门子也在泰国高校积极助力轨道工程学生的培养和教育。

专家认为,在今后几年,如果快速扩建公共交通系统的计划进展顺利,乘客数量将急剧增长。比如,曼谷大众运输系统公司(BTSC)的天铁管理部门认为,今后四年内,新线路竣工将使得天铁乘客数量翻番,日均乘客运送量将增至120万人次。专家称,如果一切按计划进行,曼谷最终将拥有亚洲的公共交通系统之一。

合同续期至2029年

移动助产士:迄今为止,曼谷警方的一支特殊小分队已经在这座特大城市的街头巷尾迎接120多名婴儿来到人世。

曼谷完全无需担心轨道交通系统的可靠性,因为按照一系列全面服务合同的规定,西门子将负责维护天铁和地铁。合同涵盖列车、信号系统和信号塔设备、控制中心,以及包括列车电力供应在内的整个供电系统。服务合同还包括维护轨道、车辆段设备、维修车间,以及建筑物和通信系统等。西门子还保证99%以上的列车将准点运行。维护合同最初签订期限为五到10年,在2014年,天铁和地铁的合同期分别续签了15年和10年。

不论在街上还是搭乘列车,曼谷居民出行都将变得更加快捷。对于即将分娩的产妇,这更是个好消息。然而,倘若她们被堵在路上,曼谷也有一套应急预案。1993年,警方成立了一支摩托车小分队。这支由训练有素的助产士组成的小分队能够在曼谷拥挤的车流中穿梭前往帮助产妇。她们已经通过这种方式,将120多名婴儿带到人世。

 

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