遠景能源風機產品總監張軒：分散式風電項目為什么要用中壓風機？

2017-10-19 13:24:48 能見　點擊量：評論 (0)

2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在18日舉行的分散式風電和微電網技術論壇中，遠景能源風機產品總監張軒就中壓風機在分散式風電項目的應用做了干貨分享。以下為發言實錄：

2017年10月16日-19日，2017北京國際風能大會（CWP2017）在北京隆重召開。在18日舉行的“分散式風電和微電網技術”論壇中，遠景能源風機產品總監張軒就中壓風機在分散式風電項目的應用做了干貨分享。

以下為發言實錄：

張軒：今天我主要給大家介紹一下遠景的中壓風機在分散式風場的應用，前面幾位領導和專家已經講過微網和分散式政策，我就不再贅述了，我直接切入主題，為什么要用中壓風機，它的原理是什么，好處在哪里？

從風機電壓等級的歷史背景可以看到，風機出口電壓都是690伏，為什么不能低也不能高呢？實際上原因很簡單，輸出功率正比于電壓與電流的乘積，如果電壓等級再低的話，風機的輸出電流會越來越大。現在風機的功率已經越做越大了，還用690伏的電壓，電流會越來越大，那么開關器件的損耗會越來越大，風機內部的線損會越來越大，系統的損耗也就越來越大，同時很多部件的運維難度也會增大。

在這樣的背景下，遠景能源開發了中壓風機。它的優勢就是在電壓提升的同時，輸出電流大幅降低，這樣不但可以節省電纜成本，還可以使系統損耗降低。在分散式/分布式風場，尤其在風機接入10千伏配網的情況下，可以直接將箱變省去。箱變是一個成本高且結構復雜的大部件，中壓風機可以省去這個部件，這是我們中壓風機的優勢。遠景中壓風機雖然說有這么多優勢，但現在市場上的風機類型有這么多，并不是哪一個類型的風機這樣開發都是有優勢的。對于非雙饋的風機，一般會采用發電機定子接全功率變頻器這樣的拓撲結構。大家可以看到，現在業內風機變頻器的電壓等級均為690伏，其中采用的開關器件的電壓等級也與690伏匹配。如果此時采用中壓發電機的話，整個變頻器必須是中壓變頻器，這樣就必須使用中壓等級的開關器件，并使用更復雜的變頻器拓撲結構。在這種情況下，變頻器的成本會升高，可靠性降低，并且增加了變頻器損耗，因此無法達到在系統級提升風機效率、降低成本的初衷。

遠景的雙饋風機在這方面有天然的優勢。首先，發電機定子側直接通過電纜接出風機，那么當中壓風機發電機的定子側電壓為10千伏時，流過電纜的電流會大幅減小，有效降低了發電機定子損耗及電纜損耗。其次，發電機轉子側通過電纜與變頻器相連，在中壓風機中，發電機轉子及變頻器的電壓等級均保持不變。由于雙饋風機的轉子輸出功率僅占全功率的20%左右，因此在以上的改造下，遠景雙饋中壓風機既沒有增加變頻器上的成本和運維難度，又可以使得大部分的功率通過小電流流向電網。這就是遠景的10千伏的雙饋風機方案。

從以上介紹可以看出，當風場接入10千伏的配網時，不需要箱變，僅需在轉子測接入小容量的690V-10kV變壓器即可。

下圖具體展示了遠景中壓風機的拓撲及其與傳統雙饋風機的差別。

不僅如此，為了進一步配合分散式/分布式發電，除了對拓撲進行改進外，同時還增加了關鍵控制技術。比如高穿及零穿能力，電壓控制、頻率控制等能力，除此之外，還在三相不平衡、無功補償等方面的能力上做了進一步拓展，同時與EMS系統相配合，大幅提升遠景中壓風機在分布式風場中的運行范圍。

在做如上改進得到中壓風機的過程中，我們必須保證新型風機一如既往的高可靠性。首先，在發電機部分進行了重大調整，但實際上如果大家對這個行業比較了解就會知道，這種中壓雙饋發電機的供應鏈非常成熟，加上遠景完備的質量管理體系，保證了該大部件的可靠性。在變頻器方面，僅在采樣等部分做了微調，由于遠景擁有變頻器的完全自主開發權及大量開發經驗，因此對于此類微小的調整，并不影響變頻器的可靠性。在機械傳動鏈部分，以及控制部分，完全沒有發生變動，因此一如既往地保持著高的可靠性。由此可以看出，遠景的中壓風機在可靠性方面的優勢也是毋庸置疑的。

遠景現有的中壓風機規格為EN-121/2.2MW，并在靈璧投入運行，現在運行指標一切良好。而且現在已經和更多的業主進行這方面的合作，尤其是在10千伏配網上的合作，這是我對中壓風機的介紹，謝謝大家！

主持人張曉朝：感謝張總精彩演講，中壓風機現在在分散式尤其配電網的應用，前景還是比較廣闊的，所以這個創新對整個分散式發展技術上也還是有很大的延展性。

（發言為現場速記整理，未經本人審核）