直驱和双馈的比较

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(整理)双馈型风机与直驱型风机的比较分析.

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双馈型风机与直驱型风机的比较分析学号:姓名:学院(系): 自动化学院专业: 电气工程及其自动化2013 年1 月双馈型风机与直驱型风机的比较分析1、引言1.1风力发电的背景风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。

清洁、高效成为能源生产和消费的主流,世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。

从20 世纪90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。

世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术,而中国是风能资源较丰富的国家,更需要开发利用风电技术。

技术创新使风电技术日益成熟。

目前,在发达国家风电的年装机容量以35.7%高速度增长。

一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新,使风电技术日益成熟。

目前单机容量500kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平,并成为当前世界风力发电的主力机型,兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行。

同时,在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料,风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平,而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。

风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面,近两年中国出现大面积的缺电,风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。

风电的诸多优势中,一个重要特点是风电上马快,不像火电、水电的建设需要按年来计算,风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算,即风场是可以在短时间内完成的。

世界风电正在以33%甚至在部分国家以60%以上的增速发展,我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。

1.2世界风电技术的发展进入二十一世纪之后,随着现代电力电子技术的不断发展,新材料的涌现以及工艺的不断完善,世界风力发电技术又向前迈进了一大步,主要表现如下:(1)风力发电单机容量继续稳步上升。

双馈型风机与直驱型风机的比较分析

双馈型风机与直驱型风机的比较分析

双馈型风机与直驱型风机的比较分析学号:姓名:学院(系): 自动化学院专业: 电气工程及其自动化2013 年1 月双馈型风机与直驱型风机的比较分析1、引言1.1风力发电的背景风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。

清洁、高效成为能源生产和消费的主流,世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。

从20 世纪90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。

世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术,而中国是风能资源较丰富的国家,更需要开发利用风电技术。

技术创新使风电技术日益成熟。

目前,在发达国家风电的年装机容量以35.7%高速度增长。

一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新,使风电技术日益成熟。

目前单机容量500kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平,并成为当前世界风力发电的主力机型,兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行。

同时,在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料,风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平,而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。

风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面,近两年中国出现大面积的缺电,风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。

风电的诸多优势中,一个重要特点是风电上马快,不像火电、水电的建设需要按年来计算,风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算,即风场是可以在短时间内完成的。

世界风电正在以33%甚至在部分国家以60%以上的增速发展,我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。

1.2世界风电技术的发展进入二十一世纪之后,随着现代电力电子技术的不断发展,新材料的涌现以及工艺的不断完善,世界风力发电技术又向前迈进了一大步,主要表现如下:(1)风力发电单机容量继续稳步上升。

直驱风机与双馈风机的主要区别

直驱风机与双馈风机的主要区别
发电机定子绕组输出50Hz交流电
向 电 网 输 出 功 率 输入反相序10Hz交流电
风机在超同步状态运行时
三、发电结构的区别
不同频率、幅值的电流整流成直流电
逆变为与电网相位幅值频率一样的交流电
四、变频器的区别
• 变频器一般使用交直交这种形式,两边
各有一个PWM变流器,和电网连接的一般称
为网侧变流器,和发电机连接的一般称为 机侧变流器,中间使用直流环节将两边连 接起来。变流器可以实现整流和逆变这两 种基本的功能。中间回路使用电容建立直 流环节
直驱风机
• 直驱式风力发电机,是一种由风力直
接驱动的发电机,亦称无齿轮风力发
动机,这种发电机采用多极电机与叶 轮直接连接进行驱动的方式,免去齿 轮箱这一传统部件。主要由风轮、永 磁同步发电机、交-直-交变流器、变
直驱式风力发电机组示意图
压器等组成。
4、变流器
直驱风机 与 双馈风机 的 主要区别 有 哪几点?
秒的旋转磁场,就能发出50Hz的交流电;当转子转速变为60
转/秒时,让转子产生10转/秒的反方向旋转磁场,两者转速 加起来也能产生50转/秒的旋转磁场,就能发出50Hz的交流电 来。
转子旋转磁场. fl v
三、发电结构的区别
旋转磁场:
旋转磁场就是一种极性和大小不变,且以一定转速旋转的磁场。当三相对称电流通入三相对称绕 组,必然会产生一个大小不变,且在空间以一定的转速不断旋转的旋转磁场旋转磁场的旋转方向 由通入三相绕组中的电流的相序决定的。即当通入三相对称绕组的对称三相电流的相序发生改变 时,即将三相电源中任意两相绕组接线互换,旋转磁场就会改变方向。
多个三相绕组按规律均匀的分布在槽中。
二、发电机的区别
比如转子有3对磁极,旋转一周磁场将循环3个周期,每旋转120度磁场变化1个

直驱型与双馈型比较

直驱型与双馈型比较

国内风力发电机主要包括永磁直驱风机和双馈风机两种。

两者的最大区别在于不同的传动、发电结构。

以下通过分析风机的主要结构特性来比较两者的优劣势:
相较于双馈式电机,永磁直驱风机更能适应低风速,且能耗较少、后续维护成本低。

此外,永磁直驱风机的应用对于我国具有更加重要的意义,我国低风速的三类风区占到全部风能资源的50%左右,更适合使用永磁直驱式风电机组。

综合来看,永磁直驱风机将是我国风力发电机未来发展趋势。

我国企业拥有直驱风机的自主知识产权,结合《关于风电建设管理有关要求的通知》中风机国产化率要求及我国风机应用领域逐步扩展至低风速区域的要求,我们预计,我国永磁直驱风机占全国新增风机的比例不断提高。

预计至2014年,我国永磁直驱风机产量将达到4,000台,占2014年新增风机总量53%,其中1.5兆瓦永磁直驱风机和2.5兆瓦永磁直驱风机各占50%。

最新双馈型风机与直驱型风机的比较分析

最新双馈型风机与直驱型风机的比较分析

双馈型风机与直驱型风机的比较分析双馈型风机与直驱型风机的比较分析学号:姓名:学院(系): 自动化学院专业: 电气工程及其自动化2013 年 1 月双馈型风机与直驱型风机的比较分析1、引言1.1风力发电的背景风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。

清洁、高效成为能源生产和消费的主流,世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。

从 20 世纪 90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。

世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术,而中国是风能资源较丰富的国家,更需要开发利用风电技术。

技术创新使风电技术日益成熟。

目前,在发达国家风电的年装机容量以 35.7% 高速度增长。

一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新,使风电技术日益成熟。

目前单机容量 500kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平,并成为当前世界风力发电的主力机型,兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行。

同时,在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料,风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平,而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。

风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面,近两年中国出现大面积的缺电,风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。

风电的诸多优势中,一个重要特点是风电上马快,不像火电、水电的建设需要按年来计算,风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算,即风场是可以在短时间内完成的。

世界风电正在以 33%甚至在部分国家以 60%以上的增速发展,我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。

1.2世界风电技术的发展进入二十一世纪之后,随着现代电力电子技术的不断发展,新材料的涌现以及工艺的不断完善,世界风力发电技术又向前迈进了一大步,主要表现如下:(1)风力发电单机容量继续稳步上升。

双馈型风机与直驱型风机的比较分析 _2_

双馈型风机与直驱型风机的比较分析 _2_

双馈型风机与直驱型风机的比较分析学号:姓名:学院(系): 自动化学院专业: 电气工程及其自动化2013 年1 月双馈型风机与直驱型风机的比较分析1、引言1.1风力发电的背景风力发电是电力可持续发展的最佳战略选择。

清洁、高效成为能源生产和消费的主流,世界各国都在加快能源发展多样化的步伐。

从20 世纪90 年代开始,世界能源电力市场发展最为迅速的已经不再是石油、煤和天然气,而是太阳能发电、风力发电等可再生能源。

世界各地都在通过立法或不同的优惠政策积极激励、扶持发展风电技术,而中国是风能资源较丰富的国家,更需要开发利用风电技术。

技术创新使风电技术日益成熟。

目前,在发达国家风电的年装机容量以35.7%高速度增长。

一个重要原因是各国积极以科学的发展观,采取技术创新,使风电技术日益成熟。

目前单机容量500kW、600kW、750kW 的风电机组已达到批量商业化生产的水平,并成为当前世界风力发电的主力机型,兆瓦级的机组也已经开发出来,并投入生产试运行。

同时,在风电机组叶片设计和制造过程中广泛采用了新技术和新材料,风电控制系统和保护系统广泛应用电子技术和计算机技术,有效地提高风力发电总体设计能力和水平,而且新材料和新技术对于增强风电设备的保护功能和控制功能也有重大作用。

风力发电将能迅速缓解我国能源急需和电力短缺的局面,近两年中国出现大面积的缺电,风能发电对于缓解缺电具有非同寻常的意义。

风电的诸多优势中,一个重要特点是风电上马快,不像火电、水电的建设需要按年来计算,风电在有风场数据的前提下其建设只需要以周、月来计算,即风场是可以在短时间内完成的。

世界风电正在以33%甚至在部分国家以60%以上的增速发展,我国完全有可能以迅速发展风电的模式来解决我国燃眉之急的电力短缺。

1.2世界风电技术的发展进入二十一世纪之后,随着现代电力电子技术的不断发展,新材料的涌现以及工艺的不断完善,世界风力发电技术又向前迈进了一大步,主要表现如下:(1)风力发电单机容量继续稳步上升。

双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组性能的比较分析

双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组性能的比较分析

双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组性能的比较分析首先是性能方面。

双馈异步风力发电机组是由一个固定转子和一个可转动转子组成的,通过转子之间的电磁耦合来传递功率。

双馈异步发电机具有较高的效率、适应力强和荷载能力大等优点。

它能够在不同风速下保持较高的效率,适应风速变化较大的情况。

而永磁直驱风力发电机组则利用永磁同步电机直接驱动发电,具有高效率、高可靠性、可控性好等特点。

由于没有传动装置,能量损失较小,因此永磁直驱发电机组的效率比双馈异步发电机组更高。

同时,永磁直驱发电机组的控制系统较为简单,响应速度快,具有更好的调节性能。

其次是控制方面。

双馈异步风力发电机组需要借助功率电子装置来实现转子的控制和发电机的转速调节。

控制系统复杂,对于变电网的响应速度也较慢。

而永磁直驱风力发电机组由于直接驱动,控制系统较为简单,并且响应速度较快。

永磁直驱发电机组的转速可以精确控制,实现最优的功率调节和跟踪,有利于提高发电效益。

最后是可靠性方面。

双馈异步风力发电机组由于有转子与转子间的电磁耦合,对风机的载荷波动和瞬态故障具有一定的鲁棒性,能够保持较高的转矩输出。

而永磁直驱风力发电机组的可靠性较高,因为没有传动装置,减少了故障点,提高了系统的可靠性。

但是,永磁材料的稳定性较差,容易受到温度和磁场的影响,对恶劣环境的适应能力相对较弱。

综上所述,双馈异步风力发电机组与永磁直驱风力发电机组在性能、控制、可靠性等方面存在差异。

双馈异步发电机组具有适应风速变化较大的能力,但控制系统复杂,响应速度较慢。

永磁直驱发电机组具有高效率、简单的控制系统和快速的响应速度,但对恶劣环境的适应能力较弱。

因此,在实际应用中需要根据具体情况选择适合的发电机组类型。

直驱风机与双馈风机的主要区别

直驱风机与双馈风机的主要区别
风轮直接连接在发电机上
一、传动结构的区别
齿轮箱: 齿轮箱又叫变速箱,是一种动力传达机构,通过不同齿数的齿轮啮合,将马 达的转速转换到执行设备需要的转速,并能改变转矩的结构。 齿轮箱分类: (1)按内部传动链结构分为:平行轴结构齿轮箱和行星结构齿轮箱以及他们相
互组合起来的齿轮箱 (2)按变速次数分为:单级和多级 (3)按转动的布置形式分为:展开式、分流式、和同轴式以及混合式等等
直驱风机
• 直驱式风力发电机,是一种由风力直 接驱动的发电机,亦称无齿轮风力发 动机,这种发电机采用多极电机与叶 轮直接连接进行驱动的方式,免去齿 轮箱这一传统部件。主要由风轮、永 磁同步发电机、交-直-交变流器、变 压器等组成。
直驱式风力发电机组示意图
直驱风机 与
双馈风机 的
主要区别 有
哪几点?
双馈风机
双馈风力发电机组主要由风轮、增速箱、 双馈异步发电机、交-直-交变流器、变 压器等组成,风轮经过增速后带动发电 机,发电机定子绕组线端是发电机电力 输出端,通过开关箱连接到交流电网; 发电机转子绕组通过集电环连接到交-直 -交变流器,变流器另一端连接变压器, 变压器另一端通过开关箱连接到交流电 网,这样组成的系统,可在发电机转速 低于同步转速40%与高于同步转速15%内 正常运行。

按照桨叶数量分类可分为“单叶片”、“双叶片”、“三 叶片”和“多叶片”型风机
2、
• 按照风机接受风的方向分类,可分为:“上风 向型”、“下风向型”
3、
• 依据风机旋转主轴的方向分类,可分为:“水平轴 式风机”、“垂直轴式风机”
4、
• 按照功率传递的机械连接方式的不同,可分为“双 馈风机”、“直驱型风机”
一、传动结构的区别
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“直驱VS双馈”风机技术流派大比对随着国家新能源发展线路的明确,风电行业的发展正在被越来越多的人所关注和期待。

在风电技术的选择方面,随着国内风机大型化趋势的升级,业内对于直驱与双馈技术孰优孰劣的讨论也更加激烈。

今天我们就从发展历史、运维情况、发展趋势等方面来比对一下这两种技术的特点。

发展历史现在市场上有一种误解,即直驱技术是一种新兴的技术,而双馈技术是传统的技术。

其实,从诞生时间看,双馈和直驱两种技术几乎是同时出现的,甚至直驱技术的出现要比双馈技术更早些。

但是发展至今,双馈技术因其运行稳定的特性占据了大片的市场份额。

双馈、直驱两种技术路线的本质区别在于双馈型是带“齿轮箱”的,而直驱型是不带“齿轮箱”的。

现在全世界风电机组中,85%以上是带齿轮箱的机型。

尤其在技术、稳定性及可靠性要求更高的海上机组中,无一例外的全部采用了技术成熟且可靠性好的带齿轮箱技术方案,包括2兆瓦、2.3兆瓦、3兆瓦、3.6兆瓦、5兆瓦等各级别机型,厂商包括Vestas,Siemens,Repower,华锐风电等全球所有主要海上风电机组生产厂商。

目前为止,除金风科技的一台1.5兆瓦机组外,全世界范围内还没有更多的直驱机组下海。

从目前国内的情况来看,双馈变桨变速型风机的装机容量最大。

代表厂家包括vestas,GE,GAMESA,华锐,东汽,国电联合动力、明阳、上海电气,北重等;直驱式变桨变速型风机也有一定装机容量,代表厂家包括如金风,湘电,上海万德等;此外还有一种失速型定桨定速风机,多数为小功率机型,目前在大功率机型上基本淘汰。

从市场份额来看,多数业内人士认为,带齿轮箱的风电技术将在今后相当长的时间内继续占据市场主流地位。

而直驱技术的市场表现如何,还有待观察。

部件差异在发电机、变频器、齿轮箱等风机主要部件中,双馈和直驱机型都存在一定的差异。

从发电机看:目前双馈机组采用双馈式异步发电机,而直驱机组多采用低速多极发电机,发电机的励磁方式分为永磁和电励磁两类。

在励磁发动机方面全球领先的是德国的Enercon公司,其产品的全球市场占有率一直稳定在10%左右。

永磁发电机的主要代表则是中国的金风和湘电两家公司。

直驱式发电机由于转数低,且磁极数很多,通常在90极以上,而且体积和重量相比双馈式机组也大很多,对其轴承等转动部件要求极高。

另外,永磁材料在震动、冲击、高情况下容易发生失磁的现象;而且材料中含有铁,在海上强盐雾的情况下防腐问题难以解决;同时,由于永磁材料存在永久的强磁性,无法在现场条件下检修,所以一旦出现问题只有返回厂家才能维修,现场不具有可维护性,给运行带来了很大的隐患。

而双馈式异步风电机则具有技术成熟可靠,成本低,重量轻、易维护等优点,目前国际前几大整机厂商均采用双馈式异步风电机就充分证明了这一技术的上述优点。

从变频器看:直驱机组采用的是全功率变频器,容量大,价格昂贵,并且变频器产生谐波大。

双馈机组中仅有转差功率经过变频器,充分发挥了双馈发电机以小博大的优点,所以变频器容量小,价格低,并且机组的谐波小。

从齿轮箱看:直驱机组不采用齿轮箱,风轮直接带动发电机转子旋转。

省去齿轮箱会减少齿轮箱的机械故障,但风轮与发电机直接连接会增加叶片的冲击载荷,并且将其直接传递到发电机上,增加了发电机出故障的可能性。

双馈机组采用齿轮箱将风轮转速升高,提高了发电机的效率,而齿轮箱技术从上世纪90年代起已经发展的非常成熟,其故障率已经非常低。

运维情况与故障维修从低风速下的运行情况看,直驱式风机没有运行转速下限的限制,而双馈式风机存在着运行转速的下限,所以从原理上来讲直驱式风机的切入风速可以更低。

但是,直驱式风机所使用的全功率变频器存在较高的功率损耗的问题,由于全功率变频器的容量是双馈风机中变频器的三倍左右,所以变频器的功率器件和冷却等设备所消耗功率也要大很多。

同时,风电机组可以吸收的风能与风速的三次方成正比,所以在低的切入风速的情况下可利用的风能非常有限。

综合考虑以上两个方面,在低风速下双馈式风机和直驱式风机的实际发电功率是旗鼓相当的。

从故障维修方面看,直驱技术由于没有齿轮箱会减少相对应的故障率,但是直驱技术也并非没有短板,发电机散热与机头载荷,就是困扰直驱技术的两大问题。

由于直驱机组必须通过空气流过转子和定子之间的间隙来进行冷却,空气中含有的带电粒子、灰尘等会在永磁场的作用下附着在永磁体的表面,造成风机磁隙发生变化,从而影响机组性能,由于存在强磁场,附着后的带电粒子和灰尘很难去除。

此外,直驱机组虽然省去了“齿轮箱”却增加了其机头载荷,机身更大,用钢材更多。

机头重量过重容易使机舱、轮毂的联合处磨损。

而且由于存在强的永磁场,在机组上进行维修几乎不可能,金属工具在机组上也很难运作,一旦发生故障就要将整个机舱运回车间维修,而在海上项目中一旦发生故障则需将整个机舱拆下,拆卸和安装成本可以与整个风电机组造价相比。

而双馈机型可以单独对齿轮箱、发电机等部件单独维修,其维护难度和维护成本要远远低于直驱机型。

未来几年内双馈和直驱两种技术的发展趋势现阶段双馈技术经过多年发展,技术已相对成熟,机组运行状态稳定,市场认可度较高;相对而言永磁同步(直驱、半直驱为代表)技术近几年虽得到一定的发展,但是在以下几方面仍较双馈技术有所不足:(1)发电量比较:永磁同步技术其机组转速范围较宽,在低风速下发电量有一定优势,但其全功率变频的特点导致随风速提高,其发电量优势将因变频器损耗迅速增大而减小。

理论计算的发电量比较两者相近,双馈技术略优于永磁同步技术。

(2)成本比较:永磁同步技术虽然降低或省去了齿轮箱成本,但其发电机和全功率变频器均较双馈技术更加昂贵。

(3)电能质量:永磁同步技术所采用的全功率变频系统的谐波含量非常高(基本超过5%),必须使用谐波滤波器。

而双馈机组中的谐波含量可控制在较低水平。

(4)机组安全:电网故障时双馈系统可提供更高的电流能力,更有利于启动过电流保护及故障清除;全功率变频系统其电流能力基本被限制在2倍额定电流。

(5)退磁问题:永磁同步技术其发电机存在退磁隐患,尚无明确更换方案。

Enercon公司发电机仍采用损耗大的电励磁方式。

(6)海上装机:直驱机组往往采用利用定转子间气隙以自然通风的方式对发电机进行冷却,当安装到海上风场时,发电机作为核心部件会直接与腐蚀性空气接触,防腐问题极难解决。

且出现问题维修更换耗资巨大。

现在海上风场尚无安装大型直驱风电机组的先例。

(7)维护成本:直驱机组其发电机尺寸重量大,更换维护不便,需预订专业安装船或大型浮吊完成工作,但全球目前可用的安装船只和大型浮吊寥寥可数,且船期需要至少提前一年预定,所以故障处理时间无法保证。

而且动用大型海上吊装船只成本极高,所以其维护的时间成本和经济成本都比较高昂。

结语双馈技术已经在过去的十多年中成为不可争辩的主流技术,而直驱和永磁直驱技术目前来看尚无法动摇带齿轮箱技术的主流地位。

可以肯定的是,风电机组技术的成熟性、质量的稳定性和可靠性、及时而低成本的维修和维护将是市场选择的最重要标准,特别是在海上风电的机组选择中,目前看来,带齿轮箱的风电机组仍是海上风电的绝对主流。

双馈优于直驱的几个方面?华锐风电现在的技术路线发展很明确,相对而言永磁同步(直驱、半直驱为代表)技术近几年随得到一定的发展,但是在以下几方面仍较双馈技术有所不足:(1).发电量比较:永磁同步技术其机组转速范围较宽,在低风速下发电量有一定优势,但其全功率变频的特点导致随风速提高,其发电量优势将因变频器损耗迅速增大而减小。

理论计算的发电量比较两者相近,甚至双馈技术略优于永磁同步技术。

(2).成本比较:永磁同步技术虽然降低或省去了齿轮箱成本,但其发电机和全功率变频器均较双馈技术更加昂贵。

在一定程度上,机组成本可以以重量的形式体现,现有大型直驱机组中Enercon公司的E1124.5MW机组其机舱叶轮总重550吨,我公司双馈5MW机组机舱叶轮总重约390吨。

(3).THD:永磁同步技术所采用的全功率变频系统其THD非常高(基本超过5%),必须使用谐波滤波器。

而双馈机组中THD可控制在前者之下。

(4).机组安全:电网故障时双馈系统可提供更高的电流能力(额定电流的5倍),更有利于启动过电流保护及故障清除;全功率变频系统其电流能力基本被限制在2倍额定电流。

(5).退磁问题:永磁同步技术其发电机存在退磁隐患,尚无明确更换方案。

Enercon 公司其发电机仍采用损耗大的电励磁方式。

(6).海上装机:直驱机组往往采用利用定转子间气隙以自然通风的方式对发电机进行冷却,当安装到海上风场时,发电机作为核心部件会直接与腐蚀性空气接触,极大考验机组防腐能力。

且万一出现问题维修更换更是耗资巨大。

现在海上风场尚无安装大型直驱风电机组的先例。

(7).维护成本:直驱机组其发电机尺寸重量大,更换维护不便,需预订专业安装船或大型船吊完成工作。

PS:GE其2.5MW机组采用永磁电机,3.6MW换用双馈异步电机,其用意还请读者发挥下想象力。

直驱风力发电机组与双馈风力发电机组对比分析随着科学技术的进步,电力电子技术的成熟,大功率IGBT器件在风电领域的广泛应用,全功率变流器在风电并网方面的优势日渐凸显。

直驱永磁风力发电机组克服了齿轮箱连接复杂、风险成本大、故障率高、维护量大的弊端。

往日风电设备的领军企业如VESTAS、GE、SIEMENS等,制造双馈机组的世界大企业如今更是把直驱永磁技术作为未来风电的发展方向,全面进军直驱永磁风力发电机组的研发制造领域。

直驱永磁风力发电机在中国成长迅速,目前投运的所有机组平均可利用率已经超过98%。

其独特的优势逐步显现,并获得了使用者的认可。

受到风电投资商大力追捧。

简洁的结构、可靠的安全设计、较低的运行维护费用、高效的发电效率、优异的并网性能。

体现了直驱永磁风力发电机的先进性。

一、结构简洁,可靠性高直驱结构:叶轮—发电机—变流器—电网双馈结构:叶轮—主轴—齿轮箱—连轴器—发电机(变流器—滑环—转子)—电网1、直驱机组没有齿轮箱。

双馈机组的齿轮箱是风电领域的高故障部件。

风湍流、阵风、严酷的气候变化对齿轮箱运行造成无法预料的冲击。

双馈风力发电机的主轴-齿轮箱-连轴器发电机要求对中精确,否则会造成震动,轴承受到很大的测向力。

电机1500转速,轴承的损坏几率大大增加。

2、直驱机组没有高速刹车。

双馈的高速刹车在紧急停机情况下对发电机和齿轮箱的冲击很大。

风电机组失火与高速刹车有关。

3、电网故障(低电压穿越)对直驱机组没有冲击。

而对双馈机组的齿轮箱、发电机冲击非常大。

双馈机组在电网故障时:产生5倍的短路电流,发电机与齿轮箱之间存在很大的反向扭矩,对齿轮箱造成很大的冲击。

并影响发电机的绝缘。

电网故障时双馈机组轮毂转速升高,如果顺桨控制不及时,将造成毁灭性故障。

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