ETAP在新能源的應(yīng)用

一、中國新能源現(xiàn)狀及需求

新能源的利用和開發(fā)已成為世界新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。由于資源的稀缺和全球氣候的惡化，新能源和低碳經(jīng)濟(jì)受到了國家的高度重視，已經(jīng)成為國家實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展目標(biāo)、實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好型和資源節(jié)約型社會的重要手段。

1、因新能源學(xué)科領(lǐng)域跨度廣，技術(shù)溝通難度大，系統(tǒng)匹配性能差。需要有一個綜合高效的系統(tǒng)設(shè)計(jì)平臺。

2、在新能源工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，需要一款高標(biāo)準(zhǔn)、專業(yè)性強(qiáng)的的電力系統(tǒng)分析計(jì)算軟件來進(jìn)行設(shè)備選型和仿真模擬，例如短路分析、電能質(zhì)量評估、風(fēng)機(jī)并網(wǎng)電壓穩(wěn)定性研究、保護(hù)設(shè)備的配置等都需要一些大型綜合電力系統(tǒng)分析軟件來支撐。

3、在風(fēng)電場或微網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行階段，如果有一套實(shí)時電力系統(tǒng)管理分析軟件來管理他們的系統(tǒng)，不僅可以讓運(yùn)行人員對自己的系統(tǒng)有更深的了解，而且通過操作前模擬，可以減少誤操作的幾率，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。

二、產(chǎn)品優(yōu)勢

1、綜合高效的解決平臺--使用ETAP可以簡單、易操作、智能的完成綜合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

2、標(biāo)準(zhǔn)化的風(fēng)機(jī)模型--風(fēng)力發(fā)電機(jī)是一個模擬實(shí)際風(fēng)力發(fā)電機(jī)的元件，可以定義渦輪機(jī)、控制器和風(fēng)的模型。

3、豐富的風(fēng)電模型與參數(shù)分析--不受限制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)建模  ，詳細(xì)的渦輪動態(tài)和空氣動力模型、功率系數(shù) ，帶有斜切角和變換器的DFIG控制器 ，仿真風(fēng)力擾動，如斜坡風(fēng)和陣風(fēng)，單個的或基于區(qū)域的擾動，WECC風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型。

4、降低生產(chǎn)成本---ETAP可以最佳電力系統(tǒng)運(yùn)行方式等方案來降低生產(chǎn)成本。

5、提高設(shè)備及人員的安全性---ETAP的仿真模擬及特有的電弧發(fā)熱計(jì)算可以有效的提高安全性。

三、解決方案：ETAP電力系統(tǒng)解決平臺

ETAP離線系統(tǒng)：使用ETAP可以進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和模擬運(yùn)行，通過建立風(fēng)力發(fā)電機(jī)模型和PV陣列等模型可以進(jìn)行整個電力系統(tǒng)的潮流分析、短路計(jì)算、電機(jī)起動和暫態(tài)穩(wěn)定等電力系統(tǒng)分析計(jì)算。

ETAP實(shí)時系統(tǒng)：具有先進(jìn)的監(jiān)測模塊通過一個智能圖形界面提供了直觀和完整的實(shí)時功能監(jiān)測，電力監(jiān)測功能指根據(jù)運(yùn)行條件和狀態(tài)變化進(jìn)行包括檢查網(wǎng)絡(luò)狀況，檢測網(wǎng)絡(luò)異常和報警通知。ETAP實(shí)時事件回放功能保證運(yùn)行工作臺，使風(fēng)電場查詢導(dǎo)致發(fā)電機(jī)失電的原因，以及使用預(yù)測仿真工具來解釋或者進(jìn)行因果分析。

具體功能如下：

1. 潮流分析：通過潮流分析模塊可以制定出安全經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行方式。
2. 短路分析：該模塊計(jì)算系統(tǒng)發(fā)生短路后整個網(wǎng)絡(luò)中的短路電流，用戶可以制定出安全的運(yùn)行方式，確保系統(tǒng)在發(fā)生短路的情況下能安全運(yùn)行。
3. 弧閃分析：進(jìn)行電弧分析，保障人員操作安全。
4. 電動機(jī)加速分析：分析電機(jī)啟動對系統(tǒng)的影響為發(fā)電機(jī)和電動機(jī)設(shè)備的管理提供了完整的平臺。
5. 保護(hù)整定：繪出保護(hù)設(shè)備的時間電流配合圖，模擬保護(hù)設(shè)備在故障后的動作，使保護(hù)配合更加合理，增強(qiáng)系統(tǒng)保護(hù)設(shè)備的選擇性和速動性。
6. 諧波分析：用于電能質(zhì)量分析，做電氣系統(tǒng)的電能質(zhì)量管理。
7. 暫態(tài)分析：能夠模擬各種短路發(fā)生后發(fā)電機(jī)和系統(tǒng)的暫態(tài)過程。

四、成功案例

GE風(fēng)能關(guān)于科羅拉多綠色風(fēng)電項(xiàng)目：

ETAP公司為GE風(fēng)能在科羅拉多風(fēng)電場成功安裝并實(shí)現(xiàn)了ETAP電力系統(tǒng)監(jiān)測與仿真（ETAP PSPM），它是一個智能化能量管理的應(yīng)用程序。ETAP實(shí)時實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的監(jiān)測和實(shí)時仿真，科羅拉多綠色風(fēng)電場從兩個主要變電站完整的電氣監(jiān)控中獲益，包括通過實(shí)時狀態(tài)估計(jì)每個渦輪風(fēng)力發(fā)電機(jī)，監(jiān)控設(shè)備總的發(fā)電量，并且能夠執(zhí)行例如潮流和短路分析。大型風(fēng)電場使用ETAP電力系統(tǒng)監(jiān)測，預(yù)測仿真和事件回放已經(jīng)成功并網(wǎng)。

科羅拉多綠色風(fēng)電項(xiàng)目是伊比德羅拉可再生能源和殼牌風(fēng)能共同擁有，根據(jù)美國風(fēng)力能源協(xié)會的計(jì)算，該項(xiàng)目提供的可再生電能足夠服務(wù)于每年大約52000普通家庭。

由于電能質(zhì)量問題，風(fēng)電場失去與電網(wǎng)的聯(lián)系

事故問題造成發(fā)電機(jī)失電

無預(yù)測仿真工具進(jìn)行取證或因果分析

解決方案: ETAP實(shí)時

包括高級監(jiān)測和實(shí)時仿真

ETAP實(shí)時通過確定潛在問題的根源探測潛在的威脅并提供改善運(yùn)行的建議以避免斷電。

ETAP實(shí)時通過預(yù)測避免中斷從而降低與中斷相關(guān)的成本

完成兩個主變電站電力監(jiān)測

通過實(shí)時狀態(tài)估計(jì)風(fēng)力發(fā)電

監(jiān)視所有發(fā)電設(shè)施

能夠進(jìn)行潮流和短路分析模擬