Es wurde eine H5+H7-Filterkompensationsanlage mit einer Gesamtkapazität von 7500 kvar bereitgestellt, um Oberschwingungsminderung und Blindleistungskompensation in einem System zu realisieren.
Seit der Inbetriebnahme werden die dominierenden 5. und 7. Oberschwingungen wirksam herausgefiltert: Die Erwärmung der Anlagen wird reduziert, Störungen in der industriellen Steuerung werden verringert, das Netz arbeitet stabiler, die Lebensdauer der Anlagen wird verlängert, und die Stromverluste und -kosten sind parallel gesunken.
| Position | Details |
|---|---|
| Projektname | Angola Dadi Energiespeicher 35 kV Projekt zur Verbesserung der Stromqualität |
| Projekttyp | 35-kV-Stromqualitäts-Nachrüstung |
| Anwendungsszenario | Energiespeicherkraftwerk (konzentrierter Anschluss nichtlinearer Lasten wie PCS) |
| Kernprobleme | Oberschwingungsbelastung 5. und 7. Ordnung; Risiko der Oberschwingungsverstärkung und Resonanzüberspannung |
| Kernlösung | H5+H7 Filterkompensationsanlage, 7500 kvar Gesamtkapazität |
| Planungskonzept | Filterung auf Quellenebene, Geräteschutz, Blindleistungskompensation (drei in einem) |
| Anwendbare Normen | IEEE 519-2022 (Grenzwerte), IEC 61000-3-6 (Bewertung), GB/T 14549-1993 (Referenz) |
| Kernergebnisse | 5./7. Oberschwingungen effektiv gefiltert; höherer Leistungsfaktor; geringerer Temperaturanstieg der Geräte; reduzierter Energieverbrauch und reduzierte Stromkosten |
Dieses Projekt ist eine 35-kV-Netzqualitätsnachrüstung für das Dadi-Energiespeicherkraftwerk in Angola, die sich auf die umfassende Verbesserung der Netzqualität der Hochspannungssammelschiene konzentriert. Vor-Ort-Geräte wie PCS-Wechselrichter sind dicht gedrängte nichtlineare, oberschwingungsreiche Lasten – ein typisches oberschwingungsintensives Szenario, in dem die Oberschwingungsbelastung die Produktionseffizienz und Produktqualität direkt beeinträchtigt, was die Minderung der Netzqualitätsprobleme zu einer dringenden Anforderung macht.
Mit dem großflächigen Bau von Energiespeicherkraftwerken wird die durch den konzentrierten Anschluss von leistungselektronischen Geräten wie PCS verursachte Oberschwingungsbelastung immer deutlicher:
Die PCS-Wechselrichter vor Ort sind typische nichtlineare Lasten, die einen von der 5. und 7. Ordnung dominierten Oberschwingungsstrom erzeugen. Der Oberschwingungsstrom wird in den Blindleistungskompensationskondensatoren um ein Vielfaches verstärkt, was die dielektrischen Verluste und die Geräteerwärmung intensiviert, und birgt zusätzlich das Risiko einer Resonanzüberspannung mit der Systeminduktivität. Die Netzqualitätssituation im Stromnetz war gravierend.
| Problemkategorie | Typische Symptome | Auswirkungsdimension |
|---|---|---|
| Anlagenschäden | Harmonische Stromverstärkung und Resonanzüberspannungen gefährden die Sicherheit von Kondensatoren und Transformatoren; steigende Ausfallrate der Anlagen | Anlagen |
| Produktionsausfälle | Überhitzung der Anlagen und Fehlauslösungen des Schutzes unterbrechen die Produktion und schränken die kontinuierliche Produktion und Kapazität ein | Produktion |
| Elektrische Sicherheit | Harmonische Verzerrungen verursachen Fehlauslösungen oder das Nichtansprechen von Schutzeinrichtungen, was den Umfang von Zwischenfällen erweitert | Sicherheit |
| Steigende Energiekosten | Zusätzliche harmonische Verluste erhöhen die Leitungs- und Anlagenverluste; der Leistungsfaktor sinkt; die Stromrechnungen steigen | Wirtschaftlichkeit |
| QC-Ausschuss | Harmonische Störungen verursachen Messabweichungen und Anomalien in der Prozesssteuerung; die QC-Ausschussrate der Produkte steigt | Produktionsqualität |
| Fehlfunktionen von Präzisionseinrichtungen | Harmonische Schwingungen stören die industrielle Steuerung und Präzisionseinrichtungen, was zu Fehlfunktionen und anomalen Daten führt | Produktionssicherheit |
Oberschwingungen schränken den Projektbetrieb in vier Dimensionen ein — Produktion, Ausrüstung, Sicherheit und Wirtschaftlichkeit:
| Dimension | Hauptauswirkungen |
|---|---|
| Produktion | Produktionseffizienz und Produktqualität beeinträchtigt; Kapazitäten eingeschränkt |
| Anlagen | Beschleunigte Anlagenalterung; verkürzte Lebensdauer |
| Sicherheit | Höheres Risiko von Schutzfehlauslösungen/Schutzausfällen; umfassendere Sicherheitsrisiken |
| Wirtschaftlichkeit | Höhere Leitungs- und Anlagenverluste; steigende Betriebskosten |
Nach dem Drei-in-eins-Planungskonzept "Filterung auf Quellenebene, Anlagenschutz, Blindleistungskompensation" wurde eine vollständige, paketierte Lösung zur Minderung von Netzqualitätsproblemen bereitgestellt:
Die Lösung umfasst eine H5+H7-Filterkompensationsanlage mit einer Gesamtkapazität von 7500 kvar. Wesentliche Konfiguration:
| Teilsystem | Konfigurationsbeschreibung |
|---|---|
| Filterzweige | H5- und H7-abgestimmte Filterzweige, die jeweils auf die 5. und 7. Oberschwingungsfrequenz abgestimmt sind und die dominierenden Oberschwingungen im System abdecken |
| Kondensatorbank | Bietet Blindleistungskompensation bei Netzfrequenz bei gleichzeitiger Filterung von Oberschwingungen |
| Schalteinrichtung | Ölgefüllte Vakuumschaltanlage mit Wiederzündungsunterdrückung, kombiniert mit Strombegrenzungsdrosseln und Point-on-Wave-Schaltung |
| Schutz & Überwachung | Überspannungs-, Überstrom- und Übertemperaturschutz mit Überwachung des Betriebszustands; fehlerhafte Zweige werden unter abnormalen Bedingungen zuverlässig isoliert |
| Anschluss | Parallelanschluss an die 35-kV-Sammelschiene |
| Schlüsseltechnologie | Technisches Prinzip | Anwendungswert |
|---|---|---|
| Abgestimmte Filterung | Nutzt die Beziehung zwischen kapazitivem Blindwiderstand und Frequenz (Xc = 1/(2πfC)); L-C-Zweige, die auf die 5. und 7. Oberschwingungsfrequenz abgestimmt sind | Absorbiert Oberschwingungsströme lokal und durchbricht den Teufelskreis aus "Niederimpedanzabsorption – Hochfrequenzerwärmung – Resonanzverstärkung – Isolationsalterung" |
| Resonanzschutz | Einsatz eines verstimmten Schutzkonzepts | Verhindert Parallelresonanz zwischen den Filterzweigen und der Systemimpedanz, schützt Kondensatoren und Systemisolierung |
| Anlagenschutz | Nach der Filterung bleiben Strombelastung und Temperaturanstieg der Kondensatoren kontrolliert; Zusatzverluste und Temperaturanstieg des Transformators sinken | Vermeidet Leistungsreduzierung der Anlage und verlängert deren Lebensdauer |
| Schaltsicherheit | Ölgefüllte Vakuum-Schaltanlage mit Wiederzündungsunterdrückung, kombiniert mit strombegrenzenden Drosseln und schaltwinkelgenauem Schalten | Stellt sicher, dass der gesamte häufige Schaltvorgang frei von Überspannungen durch Wiederzündungen und Einschaltstromstößen ist |
| Blindleistungskompensation | Filterzweige sind bei Netzfrequenz kapazitiv und erhöhen parallel den Leistungsfaktor | Reduziert Leitungs- und Transformatorverluste und spart Stromkosten |
| Schutz & Überwachung | Überspannungs-, Überstrom- und Übertemperaturschutz mit Online-Zustandsüberwachung | Fehlerhafte Zweige werden unter anomalen Bedingungen zuverlässig isoliert, was die Systemsicherheit gewährleistet |
Das Projekt wurde in fünf Phasen umgesetzt: "Vor-Ort-Bestandsaufnahme → Lösungskonzeption → Werksfertigung und Routineprüfungen → Vor-Ort-Installation und Inbetriebnahme → Abnahme und Inbetriebnahme":
| Phase | Arbeitsinhalte |
|---|---|
| 1. Vor-Ort-Untersuchung | Oberschwingungsanalyse und Bestätigung des Netzverknüpfungspunktes abgeschlossen |
| 2. Lösungskonzeption | Berechnung der Filterzweigparameter und Geräteauswahl abgeschlossen |
| 3. Werksproduktion & Routineprüfungen | Produktion, Montage und Routineprüfungen abgeschlossen, um die Gerätequalität sicherzustellen |
| 4. Vor-Ort-Installation & Inbetriebnahme | Installation und Inbetriebnahme abgeschlossen; gemeinsame Tests bestätigten die Minderungsergebnisse |
| 5. Abnahme & Inbetriebnahme | Nach der Abnahme in den regulären Betrieb überführt |
Mit der Installation der 7500-kvar-H5+H7-Filterkompensationsanlage wurde die Stromqualität des Systems grundlegend verbessert. Der Vergleich stellt sich wie folgt dar:
| Indikator | Vorher (aktueller Status) | Nachher | Verbesserung/Ergebnis |
|---|---|---|---|
| Gesamte harmonische Spannungsverzerrung (THDu) | 7 % ~ 10 % (deutlich überschritten) | < 3 % | Erfüllt die Anforderungen von IEEE 519-2022 und GB/T 14549-1993 (35-kV-Grenzwert 3 %) |
| Anteil des 5. Oberschwingungsstroms | 20 % ~ 26 % | < 4 % | Deutlich reduziert |
| Anteil des 7. Oberschwingungsstroms | 12 % ~ 16 % | < 3 % | Starke Unterdrückung |
| Leistungsfaktor (PF) | 0,80 ~ 0,86 (stark schwankend) | ≥ 0,95 | Stabil konform |
| Temperaturanstieg von Kondensatoren und Betriebsmitteln | Deutlich erhöht | Wieder im Normalbereich | Deutliche Verbesserung |
| Ausfallrate der Anlagen | Hoch, häufige Wartung | Deutlich reduziert | Deutliche Verbesserung |
| Ergebnis | Verbesserung |
|---|---|
| Harmonischminderung | Dominante 5. und 7. Oberschwingungen effektiv gefiltert; Oberschwingungsstrom deutlich reduziert |
| Blindleistungskompensation | Leistungsfaktor erhöht; Kompensation von Anfang an wirksam |
| Sicherheitsschutz | Gefahren durch Oberschwingungsüberstrom und Resonanzüberspannung beseitigt |
| Anlagenzustand | Betriebsbedingungen von Kondensatoren und Transformatoren deutlich verbessert |
| Wertdimension | Erbrachter Wert |
|---|---|
| Produktionssicherheit | Produktionseffizienz und Produktqualität gewährleistet; Kapazität stabil bereitgestellt |
| Anlageninvestition | Längere Lebensdauer der Anlagen; geringere Instandhaltungs- und Ersatzkosten |
| Wirtschaftliche Rendite | Verbesserter Leistungsfaktor; geringere Strom- und Verlustkosten; klar definierter Investitionsertrag |
| Sicherheit & Zuverlässigkeit | Stabilerer Netzbetrieb; deutlich reduzierte elektrische Sicherheitsrisiken |
Dieses Projekt bietet einen reproduzierbaren technischen Maßstab für Maßnahmen zur Netzqualitätsverbesserung im Energiespeicherszenario:
Da die Nachfrage nach Maßnahmen zur Netzqualitätsverbesserung in den Bereichen Energiespeicherung, erneuerbare Energien und industrielle Anwendungen weiter wächst, werden wir weiterhin:
Im Zentrum des 35-kV-Netzqualitätsprojekts für den Angola Dadi Energiespeicher steht eine 7500-kvar-H5+H7-Filterkompensationsanlage, die die durch nichtlineare Lasten wie PCS verursachte Oberschwingungsbelastung systematisch beseitigt und gleichzeitig Blindleistungskompensation und Anlagenschutz bietet – was das Netz stabiler, die Anlagen langlebiger und die Stromrechnung wirtschaftlicher macht.
Wir werden globale Kunden weiterhin mit One-Stop-Lösungen für Netzqualität und Sicherheit elektrischer Anlagen unterstützen, gestützt auf professionelle technische Lösungen und zuverlässige Paketanlagen.
Anmeldung
