淺談ADI智能電網的全程解決方案

中國國家電網宣布將在2020年建成覆蓋全國的智能電網，并且已投入了4萬億人民幣用于基礎設計建設。這一宏大計劃的實施將涉及到新能源發電、新能源并網接入、大容量能量存儲、特高壓輸電以及數字化變電站、智能計量等廣泛的相關領域，為全球電力設備企業打開了一個前所未有的巨大市場，同時也對半導體廠商和設備廠商提出了更高的技術挑戰。

　　智能電網的建設中所面臨的關鍵挑戰有很多，“我們可以看到更多的需求包括高精度的模數轉換器及精密的運算放大器、支持網絡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。”在最近召開的“2012產業發展趨勢媒體研討會”上，ADI公司技術業務經理張松剛（Singer）指出。

　　ADI公司參與能源相關的半導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和其他能源應用的新機構，從能源計量芯片到全面能源及電力系統各個環節的控制系統方案中都有豐富的產品方案，在輸配電、繼電保護、測控系統、電能計量及能量控制等方面一直保持領先技術優勢，并占據著很高的市場份額。面臨智能電網逐步全球普及帶來的巨大機遇，ADI又有怎樣的觀察？能提供哪些領先的技術支持呢？

　　圖1：在發、輸、配、用所有環節，ADI均能提供領先的技術解決方案。

　　發電環節，新能源前景依然看好

　　NPD Solarbuzz中國項目報告近期指出，許多光伏制造企業已經制訂了宏偉的計劃，準備2012年在國內自主或合作開發數百兆瓦的項目。而不少業界人士近期也紛紛指出，經過去年下半年的洗牌和下滑，當前光伏市場的成本大幅下降，現在建電站的成本大幅減小，市場又開始呈現出火熱的態勢。在風電方面，根據《新興能源產業發展規劃》，僅海上風電規劃中，“十二五”時期中國裝機容量為500萬千瓦，2020年裝機容量將達3000萬千瓦。

　　盡管以風電、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年曾經一度面臨過山車般的市場景氣逆轉，但不可否認，新能源依然具有美好的發展前景。“在發電這一塊，新能源將作為未來主要趨勢。我們也會花更多的時間關注新能源領域。”Singer表示，“而目前中國企業在新能源裝備制造領域占據全球市場領先地位，ADI期待幫助中國企業在技術上進一步提高競爭能力。”

　　新能源發電主要涉及的技術包括了大功率風力發電機組的設計與組裝技術、發電機控制技術、大功率變流技術、光伏系統的MPPT控制、光伏逆變技術和并網技術等。“在這些方面，ADI都有相關的技術提供支持，特別是ADI高精度轉換器和運算放大器保證了新能源的電壓電流的精密測量。”Singer指出，“例如，對逆變器的母線電流進行檢測以及電氣隔離，ADI的AD7400、AD7401因為集成了Sigma-Delta調制器和ADI的專利技術iCoupler隔離器，可以大大降低系統復雜性，提高了集成度和穩定性。同時，對于某些利用霍爾器件做隔離的系統，ADI也提供精密ADC作為母線電流檢測的轉換器。另外，對于有些需要做馬達轉速/轉角檢測的應用，由于系統要求穩定性極高，AD2S1210這類RDC可以為系統提供一個簡便、穩定的正/余旋信號處理轉換通道。”

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

電力輸配，新技術和標準催生大市場

　　“由于新能源發電的原動力不可控，發電輸出的電能具有波動性和間歇性，當并網規模達到一定程度是將會改變電網的潮流分布，傳統電網的潮流控制將發生重大改變，會直接影響電網的穩定性。”Singer指出。新能源發電的不確定性，所帶來的功率波動使得電網電能質量下降，太陽能發電也會有孤島效應，采用傳統的電網保護及測控設備都無法滿足要求，需要更新