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打造未来电网的骨干
西门子推出的HVDC PLUS输电技术将在今后几十年内为基于可再生能源的电力供应打下基础。
在理想情况下，可再生能源本应取自何处，就用之何处。然而，现实情况并非始终如此。譬如，海上风电场生产的电力必须输送至沿海地区。这一过程通常需要使用高压直流输电线路（HVDC）。当输电电缆长度超过80公里时，HVDC是为的解决方案。HVDC系统通过换流站将海上风电场产生的交流电转换为直流电。这些直流电在被输送至陆地后，又会经换流站转换回交流电。举例来说，通过这一过程，北海上的一条海上直流输电线路可以实现低于4%的输电损耗。
陆地上的太阳能发电系统、风电场和水电站产生的电力往往需要跨越遥远的距离才能到达城市地区。例如，为了将德国北部风电场产生的电能传输至南部地区，一条总长度达3800公里的新输电线路正在规划之中。这一项目同样采用直流输电。西门子能源业务的HVDC换流器产品开发主管J?rg Dorn表示：“这些电力高速公路将构成未来电力网络的骨干。”
图为工人在西门子纽伦堡工厂内进行HVDC PLUS传输单元的后组装。
这并不足为奇。因为输电容量为2500兆瓦的三相交流输电系统在800公里的输电距离内会产生约9%的输电损耗，而直流输电可以将损耗降低30%到50%不等。从2010年起，西门子在中国建成的一套HVDC系统就了直流输电线路能够成功运行。这套系统的输电容量高达5000兆瓦，可将在云南的水电站生产的电力输送至远在1400公里之外的广东省内的大城市。通过取代由燃煤产生的补充电力，广东省每年可减排二氧化碳约3000万吨。
不仅如此，HVDC输电还有一个独特的优点，它可以将由于电网频率不同而在技术上不可兼容的三相交流电网连接起来。因此，对西门子来说，继续优化HVDC技术是明智之举。目前，西门子是全球的HVDC系统制造商之一，拥有约40%的市场份额。
隔离故障
在一些应用场景中，使用传统HVDC技术需要耗费大量的精力且成本高昂，西门子为此开发出了的HVDC解决方案。比如说，2010年，HVDC PLUS技术被使用，通过一条穿越东湾区的长85公里的电缆将坐落于加利福尼亚州州匹兹堡的天然气电厂生产的电力输送至旧金山市中心。
鞋盒大小的设备被安装到像这样的换流塔中。这种塔有助于稳定输电系统。
HVDC PLUS设施能带来诸多益处。比方说，不同于传统HVDC系统，HVDC PLUS通常不要求在电网中使用交流滤波器。这是因为在HVDC PLUS系统中，电流转换所需的绝缘栅双极晶体管（IGBT）模块能够以高度智能的方式实现精准开关，从而让换流过程产生接近理想的电流和电压波形。这样就无需使用滤波器，从而节省了空间，使HVDC PLUS解决方案极其适用于如海上风电场等系统。当然，西门子还在坚持不懈地改进其电力电子系统。例如，在2016年8月于巴黎举办的国际大电网会（CIGRE）展会上，西门子发布了性能是以往型号的两倍的IGBT模块。这意味着实现规定性能所需的模块数量更少，从而可以节省更多空间。
不仅如此，尽管常规HVDC系统需要在有输电干线电压的情况下才能从交流电转换为直流电，HVDC PLUS设施可自行产生这种电压。由此带来的好处是，当输电线上的电压发生中断，或当某个电厂停机时，这项新技术能够自行生成干线电压，实现“黑启动”，从而降低断电风险。
除此之外，如果高架电力线遭遇雷击，那么采用全桥技术的新一代发电换流器将允许系统在短短数百毫秒内多次重新启动，确保故障被隔离而不扩散。
图为在法国与西班牙间的HVDC输电线路上位于法国境内的Baixas换流站的换流厅。
深埋地底还是架空
传统HVDC技术已融合了40多年持续研发所取得的成果，而HVDC PLUS技术则相对较新。不过，西门子已在对其进行进一步研发。目前，功率大的HVDC PLUS系统连接法国Baixas与西班牙Santa Llogaia。它长65公里，有两套系统，通过两条输电容量各为1000兆瓦的地下电缆输送电力。迄今为止，HVDC PLUS技术一直被用于地下电缆线路。然而，借助采用全桥技术的新型IGBT模块，计划在2022年之前竣工的贯穿德国南北、长340公里的Ultranet输电线路，将能够使用输电容量高达2000兆瓦的灵活、可靠的高架线路。Ultranet项目只是朝着未来覆盖全欧洲的、基于可再生能源的直流电网迈出的步，欧洲电力输电系统运营商网络预计将在2050年建成这个电网。这些系统以及其他概念都旨在满足今后几十年的能源供应要求。
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布鲁克林的微电网
LO3 Energy是一家刚刚起步的纽约公司，它正在与西门子数字电网部门和西门子初创企业投资部门next47合作，在布鲁克林区测试一个微电网项目。这里的居民不论是否安装光伏发电系统，都可以在所谓的区块链平台上相互购买和出售太阳能电力，这个平台将自动记录每一笔交易。当飓风来袭时，这个孤网可以独立运行，自给自足。这个项目在推进可再生发电资源的分布式供电系统过程中，具有开拓性意义。
阳光明媚的日子里，Martha Cameron家的电表会倒着转。原因很简单：她家的屋顶安装了一套太阳能发电系统。坐落于布鲁克林区宁静美丽的Park Slope街区，这排赤褐色砂石建筑建于1900年前后。当艳阳高照时，如她用不完18个光伏太阳能电池板生产的电力，剩余的电力将回馈电网。2010年Cameron是个安装这套太阳能发电系统的人。不过很快，在这条两旁种满挪威枫树和梧桐的林荫道上，又有5幢大楼安装了太阳能发电系统。
LO3 Energy创始人兼执行官Lawrence Orsini站在布鲁克林区一排接入微电网的房屋顶上。
2016年4月，交易发生在那些没有安装太阳能发电系统的居民和自家太阳能发电系统产生过剩电力的居民之间。在总部设在布鲁克林区的能源初创企业LO3 Energy的帮助下，Park Slope街区及相邻的Gowanus街区、Boerum Hill街区的居民建起了布鲁克林微电网（Brooklyn Microgrid）项目。这个试点项目之所以可行，是因为它能满足三个条件。首先，归功于LO3 Energy的“TransActive Grid”区块链平台，这项技术为每笔交易生成时间标记，形成一连串安全区块，这样每笔能源交易都有记录。其次，西门子数字电网业务部门提供了针对微电网的技术解决方案。第三，西门子初创企业投资部门next47通过融资、项目技术专长和咨询等方式为这类潜在颠覆性的技术给予支持。
不过，布鲁克林微电网的目标不只是实现环境友好型电力的小规模交易。鉴于2012年桑迪飓风造成的毁灭性灾难，这个项目计划在微电网内安装电池蓄电装置，以便在下一次风暴造成紧急状况时，至少暂时保持稳定供电用于照明。如有可能，终将根据太阳能发电情况调整局部用电需求。举例来讲，可以在阳光灿烂时对电动汽车进行充电，电池蓄电装置无需额外升压电路。
街（President Street）——全球批基于区块链技术的点对点电力交易在这里进行。
巨大潜力
不论是阿拉斯加荒野，还是纽约市街区，在截然不同的环境中，自给自足的微电网都扮演着重要角色。无论是基于风力、太阳能、水力还是生物质等分布式发电系统蓬勃发展起来的电力市场，微电网的重要性都与日俱增。LO3 Energy正从西门子推进的微电网中获益，譬如，自2014年起在巴伐利亚州南部村庄Wildpoldsried投入运行的微电网。这些微电网包含网络控制系统、开关、创新电池解决方案和智能电表。
与布鲁克林微电网合作，也让西门子能源管理集团获益匪浅，因为TransActive Grid平台基于分布式网络化记账系统，采用加密技术以成本低廉的防伪方式保存数据。举例来讲，它能确保用户收到原装部件，因为它可借助RFID芯片和区块链无缝追溯部件来源——这是西门子可能感兴趣的众多应用之一。
这种直接在计算机之间进行的点对点商业交易，十分经济划算，具有巨大潜力。目前，全球范围内通过区块链管理的资产总值高达16亿美元。据加密平台Coinmarketcap称，从2013年到2016年，这些资产的增幅高达令人瞠目的1600%。贝尔法斯特的普华永道区块链Seamus Cushley表示，仅在2016年前9个月，与区块链有关的初创企业就获得了14亿投资。
在“产销者”住户家中安装TAG装置。
为下次飓风做好准备
这些发展为电力交易带来了新的维度。现在，住户无需中间机构就可以交易少量绿色电力。自动拍卖机制以用电户愿意支付的高电价为导向，决定电力价格。然而，就布鲁克林微电网而言，局部太阳能发电系统生产的电力并非其参与者使用的一电力。尚未安装太阳能发电系统的住户使用的电力依然主要来自是距离近的常规电厂生产的电力。但他们购买了邻居的太阳能光伏电池板的“环境属性”，这类似于消费者过去在选择可再生能源生产的电力时所购买的绿色电力信用额。现在，他们可以向实际电力供应者直接购买。
这个方法并不新鲜。消费者向电力公司购买利用可再生能源生产的电力，就是为偏远地区的风电场、太阳能电站、水电站或生物质发电厂等电力生产者向电网输送电力提供资金支持。如今在布鲁克林区，消费者支付的电费使他们的邻居获利，而非那些遥远的无名风电场运营商。然而，金钱不是大多数项目参与者的主要考虑因素。LO3 Energy的业务发展主管Scott Kessler指出：“这个街区希望为下一场飓风做好准备，负责任地处理环境问题，以及增进团结。”
要想实现这个愿景，布鲁克林微电网不能局限于几个屈指可数的参与者。到2017年初，它将覆盖50栋赤褐色砂石建筑、公寓楼、学校、加油站、消防站和几幢工厂建筑。目标是在2018年之前拥有1000个参与者。它还计划安装电池蓄电装置，甚至更广泛的光伏发电系统。所有这一切都将得到西门子数字电网业务部门提供的微电网管理系统支持，有了这个系统，哪怕发生全市范围断电，也可确保微电网自给自足地供电。
电力小区网络
要取得成功，区块链平台和微电网需要一套制度。在纽约州这套制度由“能源愿景改革（REV）”来提供。这个平台的目的是大限度地降低供电系统的脆弱性——飓风桑迪将这一点暴露无遗，同时更多使用可再生能源资源和降低成本。布鲁克林微电网可以很好地检验这些目标。西门子能源管理集团的Stefan Jessenberger表示：“微电网是核心，它为由电力小区网络构成的未来电力世界奠定了基础。区块链也促成了这个过程，大大简化了在小区内部执行电力交易的方式。”
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一、过流（OC）
过流是变频器报警为频繁的现象。
1.1现象
(1) 重新启动时，一升速就跳闸。这是过电流十分严重的现象。主要原因有:负载短路，机械部位有卡住;逆变模块损坏;电动机的转矩过小等现象引起。
(2) 上电就跳，这种现象一般不能复位，主要原因有:模块坏、驱动电路坏、电流检测电路坏。
(3) 重新启动时并不立即跳闸而是在加速时，主要原因有:加速时间设置太短、电流上限设置太小、转矩补偿(V/F)设定较高。
1.2 实例
(1) 一台LG-IS3-4 3.7kW变频器一启动就跳“OC”
分析与维修:打开机盖没有发现任何烧坏的迹象，在线测量IGBT(7MBR25NF-120)基本判断没有问题，为进一步判断问题，把IGBT拆下后测量7个单元的大功率晶体管开通与关闭都很好。在测量上半桥的驱动电路时发现有一路与其他两路有明显区别，经仔细检查发现一只光耦A3120输出脚与电源负极短路，更换后三路基本一样。模块装上上电运行一切良好。
(2) 一台BELTRO-VERT 2.2kW变频通电就跳“OC”且不能复位。
分析与维修:首先检查逆变模块没有发现问题。其次检查驱动电路也没有异常现象，估计问题不在这一块，可能出在过流信号处理这一部位，将其电路传感器拆掉后上电，显示一切正常，故认为传感器已坏，找一新品换上后带负载实验一切正常。
