«Водородный» ветер! Первый в Китае 10 000-тонный проект водородного производства подключён к сети с участием CEEG

29 декабря 2023 г. в 14:38 успешно прошла разовая подача напряжения на понижающую подстанцию водородного производства Нарисун, а 29 декабря 2023 г. в 18:00 с первой попытки было выполнено включение фотоэлектрической повышающей подстанции Нарисун, что ознаменовало успешное подключение к сети первого в Китае, а также крупнейшего в стране и мире проекта производства водорода из возобновляемых источников энергии мощностью 10 000 тонн в год — демонстрационного фотоэлектрического водородного проекта Нарисун в хошуне Чжунгэр, город Ордос, Внутренняя Монголия. В проекте применён разработанный, спроектированный и изготовленный CEEG самостоятельно выпрямительный трансформатор для водородного производства ZHSS-12000/35 с 24-пульсной схемой на IGBT.

01

О проекте

Проект Нарисун — один из первых в Внутренней Монголии демонстрационных проектов интеграции ветровой, солнечной генерации и производства водорода, первый и крупнейший в стране и мире проект производства водорода из ВИЭ мощностью 10 000 тонн, созданный совместно компаниями China Three Gorges Renewables (Group) Co., Ltd. и Manshi Investment Group Co., Ltd. Фотоэлектрическая станция построена на территории отсыпки отработанных угольных выработок; среднегодовая выработка составляет около 740 млн киловатт-часов, из которых 20% напрямую поступает в местную сеть, а оставшиеся 80% идут на производство зелёного водорода.

Источник фото: Three Gorges Energy

На проекте установлено 15 комплектов щелочного электролизного оборудования производительностью 1000 нм³/ч, годовой объём производства водорода — около 10 тыс. тонн, кислорода — около 80 тыс. тонн. Для обеспечения безопасности сети в проекте впервые применены источники питания на IGBT (биполярные транзисторы с изолированным затвором) класса десятков тысяч ампер вместо традиционных тиристоров. Это первое в мировой отрасли производства зелёного водорода масштабное применение такой технологии: оно повышает совокупный КПД конверсии системы электролиза и имеет направляющее и демонстрационное значение для развития технологий питания электролиза в Китае.

Источник фото: Three Gorges Energy

02

Ключевые технологии

Проект «Ордос — Нарисун» группы Three Gorges мощностью 10 000 тонн зелёного водорода — крупный инженерный проект, нацеленный на производство водорода из возобновляемых источников энергии. В нём применяется технология электролиза воды, а источником электричества служат солнечная и ветровая генерация. Однако электролизу воды необходим источник постоянного тока большой мощности, и переменный ток сети должен быть преобразован через трансформатор, поэтому проектирование и изготовление выпрямительного трансформатора для электролиза стали одной из ключевых технологий проекта.

Выпрямительный трансформатор для водородного производства ZHSS-12000/35 с 24-пульсной схемой на IGBT, изготовленный CEEG специально для проекта, с самого начала проектирования разрабатывался в тесной привязке к реальным условиям эксплуатации: на базе существующей технологии выпрямительных трансформаторов выполнена точечная, тонко настроенная инновационная модернизация, чтобы изделие сразу удовлетворило заказчика и быстро вышло в эксплуатацию, помогая клиенту быстро конвертировать инвестиции в эффект.

1. Двухкорпусная структура с сетевым фазосдвигающим регулированием напряжения;

2. Конструкция с верхним подъёмом активных частей двух корпусов;

3. Отклонения угла фазового сдвига и погрешности коэффициента трансформации на каждом ответвлении: отборы ответвлений выполнены от основной обмотки с одновременным учётом отклонений фазового угла и коэффициента трансформации;

4. Разница превышений температуры меди над маслом между двумя обмотками низшего напряжения: у верхней обмотки она обычно примерно на 10 К выше, чем у нижней; за счёт корректировки структуры масляных каналов катушек разница температур между обмотками эффективно снижена;

5. Расхождение двух полных сопротивлений короткого замыкания при расщеплённой обмотке: корректировкой конструкции активной части расхождение удержано в разумных пределах.

03

Прочный потенциал

CEEG более 30 лет работает в трансформаторостроении и накопила богатый опыт проектирования и изготовления выпрямительных трансформаторов. С учётом современного состояния технологий электролиза воды в Китае и за рубежом выпрямительные трансформаторы CEEG создаются на основе строгого моделирования температурных полей и двух ключевых технологий компании — высокотемпературной изоляционной системы и семиступенчатого контроля температуры, что обеспечивает надёжные и безопасные изоляционные характеристики.

CEEG выступила основной организацией разработки стандарта GB/Z 1094.14-2011 «Трансформаторы силовые. Часть 14: проектирование и применение жидкостных трансформаторов с высокотемпературными изоляционными материалами». Опираясь на изоляционную систему Nomex® компании DuPont и ключевую семиступенчатую технологию контроля температуры, компания достигла передовых в отрасли показателей изоляции.

Водород называют «энергией будущего XXI века». На фоне целей достижения пика выбросов и углеродной нейтральности CEEG непрерывно укрепляет свои позиции в области выпрямительных трансформаторов, предоставляя качественные трансформаторные решения для производства зелёного водорода на возобновляемых источниках в Китае и помогая индустрии водородной энергетики выезжать на «скоростную полосу».