1. 簡介

    近年來，兆瓦級風(fēng)機市場在以極快的速度增長著。金風(fēng)公司在國內(nèi)率先引導(dǎo)的直驅(qū)型風(fēng)機，是其中很有前途的一種機型，其中主要使用的變流器是SWITCH公司的產(chǎn)品。在過去的兩年里，SWITCH公司制造的全功率變流器和金風(fēng)公司直驅(qū)型風(fēng)機一同進步，逐漸成熟。

    2. 金風(fēng)直驅(qū)型風(fēng)機的原理及特點

    2.1. 直驅(qū)型風(fēng)機之原理

    兆瓦級風(fēng)機市場上的主流是變漿變速風(fēng)機，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同又可以分為兩種：雙饋型和直驅(qū)型。雙饋型采用雙饋發(fā)電機，在轉(zhuǎn)子繞組上串入可以四象限運行的變頻器，控制定子繞組和電網(wǎng)之間的功率流動。這種結(jié)構(gòu)對變頻器的功率要求只有系統(tǒng)總功率的1/3左右。

圖1：雙饋型變流裝置示意圖

    金風(fēng)公司的直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電機組采用永磁式發(fā)電機的形式，將電機定子繞組輸出直接連接到全功率的變流器上，由變流器將電機輸出變化的電壓/電流轉(zhuǎn)換為和接入電網(wǎng)電壓和頻率相匹配的形式。

 圖2：直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)示意圖

    為了降低電機成本，希望變流器具有能夠調(diào)節(jié)電機內(nèi)磁場的功能，因此全功率四象限變流器就成為了直驅(qū)型風(fēng)機變流器的首選。

    2.2. 直驅(qū)型風(fēng)機之優(yōu)點及和雙饋機型的異同

    和雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組相比，直驅(qū)型機組有如下特點：

    優(yōu)點包括：

    省略了齒輪箱，機械系統(tǒng)大為簡化，機械可靠性顯著提高。

    在發(fā)電機和電網(wǎng)之間采用了完全可控的全功率變流器進行功率轉(zhuǎn)換，在電網(wǎng)側(cè)能夠自由的實現(xiàn)各種功能，如低電壓穿越、動態(tài)無功補償，甚至有限的諧波補償能力。在接入網(wǎng)性能方面，直驅(qū)型機組具有無以倫比的優(yōu)勢。

    由于少了齒輪箱等傳動機構(gòu)，且沒有附加的勵磁損耗，風(fēng)機整體效率較雙饋機組高，理論值為3%，在吉林、內(nèi)蒙多個風(fēng)況相同現(xiàn)場的實際差異則遠高于此數(shù)值。

    由于沒有齒輪箱、碳刷等機構(gòu)，機組需要定期維護的器件數(shù)量大大降低，長期維護成本較低。

    由于直驅(qū)發(fā)電機的特點，使得直驅(qū)風(fēng)機在低速時切入速度小于雙饋機組，從而使整機的發(fā)電量和發(fā)電效率提高。

    缺點是：

    由于采用了低速電機，電機尺寸龐大，整體重量和成本較雙饋機組更高。吊裝、安裝等成本也有所上升。