以下是大會(huì)演講內(nèi)容（現(xiàn)場(chǎng)筆錄）：
尊敬的各位專家大家上午好，我匯報(bào)的題目是《海上風(fēng)電中壓變流器的產(chǎn)品化的探討》。簡(jiǎn)單看一下海上風(fēng)電概述及變流器的應(yīng)用風(fēng)景，二是海上風(fēng)電中壓變流器產(chǎn)品化若干關(guān)鍵技術(shù)，陽(yáng)光電源中壓風(fēng)能變流器的特點(diǎn)，最后做一下簡(jiǎn)單的總結(jié)。
根據(jù)Navigant Research研究數(shù)據(jù)，截至2015年底，全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量接近12GW，預(yù)計(jì)未來(lái)五年，全球海上風(fēng)電將新增20GW以上，到2020年底，全球海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量有望超過(guò)32GW，十三五可再生能源規(guī)劃已上報(bào)國(guó)務(wù)院審批，2020年末海上風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)確保5GW，力爭(zhēng)開(kāi)工建設(shè)規(guī)模達(dá)10GW。當(dāng)前，單機(jī)容量為4MW-6MW，已經(jīng)進(jìn)入批量商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，在5MW以上，出現(xiàn)有3.3kV中壓方案。當(dāng)前海上風(fēng)電發(fā)展概括總結(jié)為隨著風(fēng)電等關(guān)鍵技術(shù)的成熟，未來(lái)走向海上是必然發(fā)展方向之一。風(fēng)電單機(jī)成本及海上自然資源的約束和況要求，單機(jī)機(jī)組的功率等級(jí)將會(huì)逐漸增大。
機(jī)組較高的功率密度需求，功率中的電壓、電流相互約束決定了必須同時(shí)提升系統(tǒng)的電壓和電流等才能滿足系統(tǒng)最佳性價(jià)比要求。因此中壓3.3kV系統(tǒng)將是今后重要的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)之一。
首先我們對(duì)發(fā)電機(jī)以及發(fā)電機(jī)相關(guān)的技術(shù)參數(shù)對(duì)比來(lái)看，我們以5MW以上的發(fā)電機(jī)組來(lái)看，從絕緣、裝配，以及體積重量、效率來(lái)看，我們發(fā)現(xiàn)3.3kV和150kV的特點(diǎn)各有優(yōu)劣，在部分一些基礎(chǔ)它的發(fā)電機(jī)效率會(huì)提升1個(gè)點(diǎn)左右，但是對(duì)比3.3kV和190V的各個(gè)參數(shù)來(lái)看沒(méi)有一些本質(zhì)的區(qū)別和不可克服的技術(shù)難點(diǎn)，因此3.3kV在國(guó)內(nèi)廠商沒(méi)有前景。
從變流器來(lái)看，我們根據(jù)3.3kV和190V來(lái)看，3.3kV除了在一些系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和一些功率擴(kuò)展性具有一定優(yōu)勢(shì)外，其他各個(gè)方面的一些特點(diǎn)與690V系統(tǒng)相比不具備一些優(yōu)勢(shì)，但是我們從電纜，連接發(fā)電機(jī)和變流器的一些電纜情況來(lái)看，當(dāng)我們從電纜的一些長(zhǎng)度、安裝難度、功率損耗、設(shè)計(jì)制造能力，3.3kV系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)是比較明顯的，我們?cè)诔杀緭p耗、安裝簡(jiǎn)便性、機(jī)組偏航控制等方面均能有效改善。
根據(jù)我們對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行對(duì)比情況來(lái)看，總結(jié)在5MW級(jí)以上機(jī)組，中壓3.3kv系統(tǒng)，在機(jī)組發(fā)電機(jī)及變流器和其的系統(tǒng)集成連接電纜部分，具有較大的優(yōu)勢(shì)。部分中壓機(jī)組，較同類型低壓機(jī)組，其轉(zhuǎn)換效率可能會(huì)有1%-2%的提升，制約著海上風(fēng)電中壓機(jī)組發(fā)展的最主要的瓶頸在于國(guó)產(chǎn)中壓風(fēng)能技術(shù)。
我們對(duì)實(shí)驗(yàn)室樣機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品化的時(shí)候需要考慮的不成份有很多，比如說(shuō)主電路拓?fù)鋬?yōu)化選型，另外考慮環(huán)境適應(yīng)能力，比如海上低溫、高溫、高濕、高腐蝕性氣候，同時(shí)必須考慮發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)控制上的一些友好性的問(wèn)題。對(duì)于海上中壓拓?fù)鋬?yōu)化的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，我們?cè)谕負(fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)于690v來(lái)說(shuō)是有所不同的，同時(shí)海上的一些自然環(huán)境適應(yīng)能力及可達(dá)性比較差的運(yùn)維方面也有較高的一些需求。我們?cè)谥斜阕兞髌髟谕負(fù)溥x型方面目前較為成熟的是二極管前位的方面，我們分有單機(jī)和系統(tǒng)并聯(lián)方案，在這兩種方案對(duì)比來(lái)看，系統(tǒng)方案選擇IGBC。從選型來(lái)看，IGBT目前能做到3MW。總結(jié)在三種全控期間參數(shù)各有特點(diǎn)，但是我們?cè)谶M(jìn)行具體的產(chǎn)品系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí)選擇何種器件，需要權(quán)衡考慮器件所在產(chǎn)品所追求的性能目標(biāo)。目前我們對(duì)單機(jī)及系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步的對(duì)比分析。
在主回路發(fā)電轉(zhuǎn)換效率方面，由于系統(tǒng)并聯(lián)方案采用雙風(fēng)機(jī)的模式效率比較低，較單機(jī)的系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)比較明顯。單機(jī)系統(tǒng)雖然主回路脫鋪是一個(gè)，但是因?yàn)楦鱾€(gè)關(guān)鍵器件追求的目標(biāo)，絕緣要求系不一樣的，反而需要兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，因此從運(yùn)維考慮，單機(jī)系統(tǒng)不占優(yōu)勢(shì)，考慮到海上環(huán)境惡劣，可達(dá)性差等特點(diǎn)，輔助系統(tǒng)的運(yùn)維難度不得不考慮，其他的基于發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速設(shè)備能力，在我們目前這個(gè)產(chǎn)品化的樣機(jī)或者小批量建設(shè)，從以上對(duì)比分析，我們建議從機(jī)組的全生命周期技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)管理角度考慮，在5MW級(jí)以上的超大功率海上風(fēng)電中壓變流器設(shè)計(jì)時(shí)，考慮當(dāng)前國(guó)內(nèi)的關(guān)鍵器件技術(shù)及市場(chǎng)成熟度、關(guān)鍵器件的產(chǎn)品級(jí)應(yīng)用及國(guó)內(nèi)運(yùn)維修復(fù)能力、海上機(jī)組可維護(hù)性等特點(diǎn)，推薦采用系統(tǒng)并聯(lián)方案中壓變流器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
在第二個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，目前電網(wǎng)對(duì)一些功能性的需求是具備低電壓絕緣、高電壓絕緣的一些電網(wǎng)適應(yīng)能力，中壓機(jī)組的便利性和低壓機(jī)組的便利性沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，我們?cè)诰唧w的一些單機(jī)產(chǎn)品中，當(dāng)我們?yōu)榱俗非筮^(guò)高的并網(wǎng)電流質(zhì)量，當(dāng)我們?yōu)榱藰O致的電網(wǎng)目標(biāo)，可能會(huì)使得電網(wǎng)質(zhì)量不佳，同時(shí)我們?cè)陲L(fēng)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，需要關(guān)注諧波的問(wèn)題。
在控制友好性技術(shù)方面，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行控制時(shí)我們需要優(yōu)化考慮發(fā)電機(jī)的粒子分量，對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的功率不一樣，這樣會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)效率不一樣，這一點(diǎn)比較關(guān)鍵，因?yàn)樯婕暗桨l(fā)電機(jī)的效率，所以在我們批量應(yīng)用的風(fēng)場(chǎng)，使發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵程度必須由變流器實(shí)施進(jìn)行控制，同時(shí)我們需要考慮發(fā)電機(jī)的共膜，差膜電壓，對(duì)發(fā)電機(jī)的壽命影響，這一點(diǎn)尤其在海上尤為重要，因此我們必須考慮關(guān)鍵參數(shù)硬件選型。
在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)時(shí)，需兼顧考慮運(yùn)維成本的要求，在具體方案設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮歸類變流器各主要部件的運(yùn)維層級(jí)，對(duì)于一些可靠的運(yùn)維部件，我們需要一些實(shí)時(shí)的免維護(hù)的運(yùn)維思考，需要采用預(yù)防性維護(hù)為主，糾錯(cuò)性為輔的設(shè)計(jì)思路。這是簡(jiǎn)單的與各位專家探討變流器產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)。
我們依托國(guó)家十二五攻關(guān)項(xiàng)目和一些整機(jī)廠家的大力支持，我們從2012年已經(jīng)在5MW、6MW、7MW的協(xié)同控制策略方面，系統(tǒng)的安全性和質(zhì)量控制方面做了一些研究，在研發(fā)過(guò)程中我們也依托第三方的測(cè)試認(rèn)證機(jī)構(gòu)進(jìn)行了7MW級(jí)的REC相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了一些測(cè)試，同時(shí)與我們一些行業(yè)的整機(jī)廠家配合，我們?cè)诮衲瓿跏准遗涮姿麄兊碾姍C(jī)進(jìn)行了測(cè)試，獲得了一些廠商的認(rèn)可。同時(shí)我們還有LVRT的模擬測(cè)試臺(tái)。在防護(hù)設(shè)計(jì)方面，我們變流器能做到關(guān)鍵的安全防護(hù)，同時(shí)在一些鹽霧方面我們進(jìn)行了一些嚴(yán)酷的設(shè)計(jì)和一些測(cè)試驗(yàn)證。
在一些冗余溶液容錯(cuò)安全方面，在一些關(guān)鍵控制和外圍電流部分，我們采用了冗余的設(shè)計(jì)，比如說(shuō)我們?cè)诶鋮s系統(tǒng)方面采用雙泵交叉運(yùn)行，同時(shí)采用了冗余模塊化的設(shè)計(jì)。在一些智能監(jiān)控方面，我們開(kāi)發(fā)了iwindscope變流器監(jiān)控及運(yùn)維平臺(tái)，進(jìn)行了實(shí)時(shí)的診斷，同時(shí)還有一個(gè)實(shí)時(shí)的固件升級(jí)的功能。
最后與各位專家進(jìn)行總結(jié)，首先是隨著技術(shù)和市場(chǎng)的成熟度，中壓技術(shù)路線是單機(jī)風(fēng)電機(jī)組向超大功率發(fā)展的必然趨勢(shì)，風(fēng)電是一個(gè)長(zhǎng)跑型行業(yè)，我們關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化、實(shí)現(xiàn)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)是掌握核心技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)快速發(fā)展的必由之路。
在海上超大功率機(jī)組的關(guān)鍵設(shè)備批量國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用及中壓新技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，陽(yáng)光電源愿意擔(dān)起社會(huì)責(zé)任，與各合作單位一起，做出我們自己的貢獻(xiàn)，謝謝大家！
