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ABB大功率整流器解决方案赋能工业绿色发展 | 无惧电网波动，助力低碳冶炼
在本系列上篇文章中，我们了解到ABB大功率整流器在中东地区绿氢制备领域的实践与应用。但对工业企业来说，“用上绿电”只是第一步；当电网本身存在波动，或供电条件较弱时，如何在达到减碳目标的同时保障连续生产，才是真正的考验。
在不稳定的100%可再生能源电网环境下，新建铝厂依然保持可靠运行
让我们把目光从沙特阿拉伯的超强日照区转向冰岛，后者须应对近乎100%可再生能源并网所引发的大幅波动，以及电解铝生产作为其第三大经济支柱(仅次于旅游业和渔业)所导致的高能耗挑战。当地的电网与电解铝业之间未必总能和谐相处。针对这一挑战，ABB为这家欧洲规模领先的电解铝厂专门打造了一套创新解决方案。
大功率整流器中所用的半导体器件通常为二极管或晶闸管。二极管通常被视为可靠性更高，但功能相对单一的器件；而晶闸管则借助有效控制，支持更为动态的功率输出调节。这种灵活性可为电力与能源管理带来明显优势。不过，若电子控制系统故障或晶闸管控制失效，冶炼工艺就会中断，而一旦电解槽产线设备停机超过四小时，可能会造成价值数亿甚至数十亿美元的损失。ABB能够为炼铝工艺提供性能可靠的晶闸管整流器，且在这一领域拥有深厚积淀，其晶闸管控制系统久经考验，已实现连续运行多年甚至数十年且无重大事故报告。
这家冰岛铝生产商的电解铝系列生产线采用全晶闸管驱动，还额外配备了适配当地电网工况的攻略电路。这套被称为“跨接器电路(Crowbar)”的系统是一种能够使流过整流系统的直流电流反向流动的专用装置。这意味着该系统是全球为数不多的具备快速甩负荷和负荷调节能力的电解铝系列产线之一。由此带来的适应能力使得该铝厂能够根据其他电网需求灵活调整运营，而不会引发停电或停产。
这款十多年前设计制造的大功率整流器作为众多装机项目之一，充分展示了ABB具备满足各个行业对可再生能源大电流直流供电需求的雄厚实力。
凭借冰岛的水电与地热能源，这家电解铝厂每生产1吨金属铝仅排放4吨二氧化碳，远低于行业平均每吨金属铝14吨二氧化碳排放量的水平──这一切都离不开作为电网与电解铝系列生产线之间调节枢纽的大功率整流器。
打造电弧炉钢厂的低碳集群
过去十年间，ABB在美国钢铁行业为超过10座新建直流电弧炉打造了直流电源系统。这类电弧炉工艺主要用于废钢冶炼，其本身的碳排放量较低(每吨钢仅排放0.3吨二氧化碳)，远低于燃煤高炉的原生炼钢工艺(每吨钢排放2.2吨二氧化碳)。若配合可再生电力资源的充分利用，该工艺的减碳潜力将得到进一步释放。
以废钢为原料的炼钢约占美国钢铁总产量的70%，许多小型钢厂的电弧炉在地理位置上都靠近其产品的目标市场。但这些钢厂通常远离发电设施，电网较薄弱，可用短网功率有限，因而面临制约。
ABB成功地帮助这些钢铁企业利用直流电弧炉实现产能爬坡，同时保持盈利能力。尽管挑战重重，但将电弧炉接入电网仍然是推动全美再生钢可持续盈利生产的关键之举。
无论是高比例可再生能源电网下的电解铝厂，还是面向低碳转型的电弧炉钢厂，本质上都对直流供电系统提出了更高要求：既要稳定可靠，也要具备更强的适应能力。
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