摘 要:本文介紹了直驅型風電機組的兩種技術路線,以及該類型機組與雙饋型風電機組的優(yōu)劣勢比較,同時,分析了目
前直驅型風電機組的市場情況。
關鍵詞:直驅;永磁直驅;電勵磁直驅;直驅型風電機組;技術路線
0 引言
顧名思義,直驅風電機組所具有的顯著特點,是不使用增速齒輪箱而直接驅動。雖常被誤解為一種新技術,但它出現(xiàn)的時間與雙饋發(fā)電機技術難分伯仲,只因長期發(fā)展相對緩慢,國情不盡相同,未能成為中國整機企業(yè)所選擇最多的技術路線。但這并不妨礙它幫助金風科技成為2011 年全國新增整機裝機量第一的企業(yè),從而使該技術路線在技術乃至產業(yè)方面均表現(xiàn)出了很強的發(fā)展能力。事實上,正是由于如金風科技、湘電、東方電氣、航天萬源等整機企業(yè)的擁簇,推動了永磁直驅技術不斷地改進、完善,進而獲得了開發(fā)商企業(yè)的認同。[1]
1 直驅型風電機組的優(yōu)勢
在一段時間里,直驅型風電機組在我國受到了較多的關注。其所具有的可靠性強、節(jié)省維護費用、全功率
變流和發(fā)電量高四大閃光點,明顯蓋過了天生的劣勢。
其中,可靠性高和維護費低兩項優(yōu)勢,主要得益于齒輪箱的去除。據(jù)業(yè)內人士介紹,齒輪箱的可靠性處在風電機組關鍵零部件中的最低水平,更換齒輪箱的吊裝成本和時間成本極高,去除了增速齒輪箱,就相當于去除了最容易出現(xiàn)問題的關鍵零部件之一。而對齒輪箱的維護工作也較為頻繁、復雜,齒輪箱油等維護品的更換成本也較高,去除了齒輪箱,能夠最大限度的降低維護費用,同時也減輕了機組運行噪音。這樣的優(yōu)勢促使直驅型風電機組更適合于運用在海上風電開發(fā)。
除此之外,最受關注的是永磁直驅型風電機組的全功率變流能力,也就是其并網特性。全功率變流器使發(fā)電機與電網之間的相互影響減小,因具備較強的電容補償、低電壓穿越能力,從而使其對電網沖擊小,電網兼容性高。同時,電網在發(fā)生故障時,能夠使發(fā)電機不受電壓瞬變情況的影響,對機組的影響也能降到更低。而電網方面也對直驅型機組持有更多的認可態(tài)度,因為直驅型機組所具有的這些特點,對弱電網環(huán)境特別重要,能夠幫助電網公司最小化電網基礎投資。
據(jù)有關統(tǒng)計資料顯示, 永磁直驅型風電機組的效率比雙饋型機組高3%~5%。再加上維修保養(yǎng)所花費的時間低于雙饋型機組,從而使其具有更高的發(fā)電小時數(shù),發(fā)電效率高和發(fā)電小時數(shù)多兩相結合,造就了其更高的發(fā)電量。更高的發(fā)電量所產生的經濟效益,在一定時間內便可彌補直驅型風電機組所具有的更高的產品成本,正是這一點促使直驅型機組與雙饋型機組在經濟性上“有一拼”,甚至有機構基于這一點認為,直驅型機組對于雙饋型機組是一種顛覆性技術,這也正是不少開發(fā)商選擇直驅型機組的重要原因。[2]
2 直驅型風電機組的劣勢
體積大,成本高是直驅永磁型機組較為明顯的劣勢。其中,體積大主要是由于技術造成的,而成本高更像是一個產業(yè)問題。在技術方面,直驅型機組雖然省去了增速箱,但因為其發(fā)電機轉速低,磁極多,使重量和體積比相同功率的雙饋式機組大不少,不但增加了對軸承的技術要求,而且增加了運輸難度,最為關鍵的是,隨著風電機組的功率進一步增大,永磁直驅型機組的體積問題將是其向更大型發(fā)展所無法繞開的技術障礙。但有專家指出,縱觀全球大容量風電機組以及海上風電機組,采用直驅技術路線的公司并不少,因此可以預見,此項技術障礙可以被攻破,在大容量風電機組市場中,雙饋與直驅仍將繼續(xù)同處。