淺談ADI智能電網(wǎng)的全程解決方案

中國國家電網(wǎng)宣布將在2020年建成覆蓋全國的智能電網(wǎng)，并且已投入了4萬億人民幣用于基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)。這一宏大計(jì)劃的實(shí)施將涉及到新能源發(fā)電、新能源并網(wǎng)接入、大容量能量存儲、特高壓輸電以及數(shù)字化變電站、智能計(jì)量等廣泛的相關(guān)領(lǐng)域，為全球電力設(shè)備企業(yè)打開了一個前所未有的巨大市場，同時也對半導(dǎo)體廠商和設(shè)備廠商提出了更高的技術(shù)挑戰(zhàn)。

　　智能電網(wǎng)的建設(shè)中所面臨的關(guān)鍵挑戰(zhàn)有很多，“我們可以看到更多的需求包括高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器及精密的運(yùn)算放大器、支持網(wǎng)絡(luò)功能的處理器以及控制器，長壽命、寬溫度范圍、高可靠的隔離器件，等等?！痹谧罱匍_的“2012產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢媒體研討會”上，ADI公司技術(shù)業(yè)務(wù)經(jīng)理張松剛（Singer）指出。

　　ADI公司參與能源相關(guān)的半導(dǎo)體解決方案已有超過十年的歷史，并在2009年專門成立了從事智能電網(wǎng)和其他能源應(yīng)用的新機(jī)構(gòu)，從能源計(jì)量芯片到全面能源及電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的控制系統(tǒng)方案中都有豐富的產(chǎn)品方案，在輸配電、繼電保護(hù)、測控系統(tǒng)、電能計(jì)量及能量控制等方面一直保持領(lǐng)先技術(shù)優(yōu)勢，并占據(jù)著很高的市場份額。面臨智能電網(wǎng)逐步全球普及帶來的巨大機(jī)遇，ADI又有怎樣的觀察？能提供哪些領(lǐng)先的技術(shù)支持呢？

　　圖1：在發(fā)、輸、配、用所有環(huán)節(jié)，ADI均能提供領(lǐng)先的技術(shù)解決方案。

　　發(fā)電環(huán)節(jié)，新能源前景依然看好

　　NPD Solarbuzz中國項(xiàng)目報(bào)告近期指出，許多光伏制造企業(yè)已經(jīng)制訂了宏偉的計(jì)劃，準(zhǔn)備2012年在國內(nèi)自主或合作開發(fā)數(shù)百兆瓦的項(xiàng)目。而不少業(yè)界人士近期也紛紛指出，經(jīng)過去年下半年的洗牌和下滑，當(dāng)前光伏市場的成本大幅下降，現(xiàn)在建電站的成本大幅減小，市場又開始呈現(xiàn)出火熱的態(tài)勢。在風(fēng)電方面，根據(jù)《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，僅海上風(fēng)電規(guī)劃中，“十二五”時期中國裝機(jī)容量為500萬千瓦，2020年裝機(jī)容量將達(dá)3000萬千瓦。

　　盡管以風(fēng)電、太陽能光伏為代表的新能源在迎來快速增長的勢頭之后，2011年曾經(jīng)一度面臨過山車般的市場景氣逆轉(zhuǎn)，但不可否認(rèn)，新能源依然具有美好的發(fā)展前景。“在發(fā)電這一塊，新能源將作為未來主要趨勢。我們也會花更多的時間關(guān)注新能源領(lǐng)域?！盨inger表示，“而目前中國企業(yè)在新能源裝備制造領(lǐng)域占據(jù)全球市場領(lǐng)先地位，ADI期待幫助中國企業(yè)在技術(shù)上進(jìn)一步提高競爭能力。”

　　新能源發(fā)電主要涉及的技術(shù)包括了大功率風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的設(shè)計(jì)與組裝技術(shù)、發(fā)電機(jī)控制技術(shù)、大功率變流技術(shù)、光伏系統(tǒng)的MPPT控制、光伏逆變技術(shù)和并網(wǎng)技術(shù)等?！霸谶@些方面，ADI都有相關(guān)的技術(shù)提供支持，特別是ADI高精度轉(zhuǎn)換器和運(yùn)算放大器保證了新能源的電壓電流的精密測量?！盨inger指出，“例如，對逆變器的母線電流進(jìn)行檢測以及電氣隔離，ADI的AD7400、AD7401因?yàn)榧闪薙igma-Delta調(diào)制器和ADI的專利技術(shù)iCoupler隔離器，可以大大降低系統(tǒng)復(fù)雜性，提高了集成度和穩(wěn)定性。同時，對于某些利用霍爾器件做隔離的系統(tǒng)，ADI也提供精密ADC作為母線電流檢測的轉(zhuǎn)換器。另外，對于有些需要做馬達(dá)轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)角檢測的應(yīng)用，由于系統(tǒng)要求穩(wěn)定性極高，AD2S1210這類RDC可以為系統(tǒng)提供一個簡便、穩(wěn)定的正/余旋信號處理轉(zhuǎn)換通道。”

　　圖2：ADI在風(fēng)能、太陽能以及能源存儲等新能源領(lǐng)域提供了廣泛的解決方案。

電力輸配，新技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)催生大市場

　　“由于新能源發(fā)電的原動力不可控，發(fā)電輸出的電能具有波動性和間歇性，當(dāng)并網(wǎng)規(guī)模達(dá)到一定程度是將會改變電網(wǎng)的潮流分布，傳統(tǒng)電網(wǎng)的潮流控制將發(fā)生重大改變，會直接影響電網(wǎng)的穩(wěn)定性。”Singer指出。新能源發(fā)電的不確定性，所帶來的功率波動使得電網(wǎng)電能質(zhì)量下降，太陽能發(fā)電也會有孤島效應(yīng)，采用傳統(tǒng)的電網(wǎng)保護(hù)及測控設(shè)備都無法滿足要求，需要更新