一看標題,你可能會想到這樣的連環(huán)問題:
什么是中壓風機?
當下的風電場開發(fā)是不是真的需要中壓風機?
中壓風機在傳統(tǒng)風場和分布式項目有多大的優(yōu)勢?
好答案屬于好問題,也許遠景研發(fā)工程師的答案會令你滿意。
按照遠景工程師的說法,中壓風機是基于雙饋發(fā)電機定子中壓為核心的10kV中壓技術(shù)的新機型,可同時滿足分布式和集中式風電項目需求,而且10kV電壓可直接接入配電網(wǎng),節(jié)省項目的升壓變壓器。
看了遠景工程師的“劇透”,你可能又想了:現(xiàn)在傳統(tǒng)風電場開發(fā)模式和技術(shù)已趨于成熟,業(yè)主會需要這樣的中壓風機嗎?!這個問題需要從風電場開發(fā)遇到的盈利難題說起。
眾說周知的事實是,因為風電電價下行已成趨勢,以往粗放型的風電場建設(shè)及運營模式已不能適應(yīng)當前風電場的盈利需求,這在客觀上要求業(yè)主必須以更低的成本和更高的運行效率來建設(shè)和運維一個風電場,那么“精打細算”就成為業(yè)主不得不考慮的問題。
也正因此,風機理所當然地成為風電場建設(shè)降本增效鏈條上的重要環(huán)節(jié),有沒有一款既安全可靠又能讓整個風電場降低成本的新機型呢?這樣的問題遠景研發(fā)工程師已經(jīng)有了答案。
實質(zhì)上,無論什么樣的機型都是基于基本的原理,簡單點說,風機是靠輸出電流贏得存在的,由這兒開始改變凸顯的是基礎(chǔ)價值創(chuàng)造的大道理。
遠景研發(fā)工程師當然會想到減小風機輸出電流的技術(shù)措施,因為原理就擺在這里:輸出電流越小,線路損耗也就越小,而且對集電線路的優(yōu)化提供了新的可能。既然減小輸出電流如此重要,那么在保證風機輸出功率保持不變,甚至更高的情況下,有什么辦法能夠減小輸出電流呢?唯一的做法就是提升電壓等級——原因很簡單,因為功率僅和電壓、電流的乘積成正比。
顯然,提升風機的電壓等級就必須提升其所有電氣部件的耐壓等級。但問題是,由于半導(dǎo)體技術(shù)的限制,風機變頻器核心部件IGBT模塊的電壓難以提升。正是受此限制,風機發(fā)電機的電壓等級長久以來以480V和690V為主,并無什么提升。
也正是這一點,業(yè)內(nèi)減小風機輸出電流的愿望一直沒有得以實現(xiàn),更何況隨著風機功率不斷增大,風機輸出電流也隨之線性增大,由此導(dǎo)致一系列成本增加,比如相應(yīng)的耗材,以及大電流相匹配的大開關(guān)器件,這不但耗用空間,也加大了運維難度,下圖提示了大電流帶來的問題。
大電流帶來的問題
那么,如何解決風機增加功率又不激增電流的問題呢?一般采用對應(yīng)的中壓變頻器解決方案,以緩解大電流帶來的問題,但值得注意的是,這種方案不僅成本高昂,還會給產(chǎn)品的可靠性帶來麻煩。就中壓變頻器而言,現(xiàn)今的技術(shù)有單元級聯(lián)、多電平開關(guān)和功率原件串聯(lián)這幾種,但需要注意的是,這些技術(shù)遠沒有低壓變頻器技術(shù)成熟,而且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制方法也都非常復(fù)雜,要達到一定程度的可靠性相當困難。
由此可見,風機變頻器的“升壓之旅”頗為坎坷,但遠景研發(fā)工程師認為,只要對雙饋風機進行巧妙地改進,就可以在很大程度上解決提升電壓等級這一技術(shù)難題。值得告訴你的是,遠景中壓雙饋風機可以批量出產(chǎn)了。
直接“劇透”吧——遠景中壓雙饋風機采用“定子中壓技術(shù)”方案,直接減小了風機輸出電流,但由于轉(zhuǎn)子側(cè)電壓仍為690V,因此與轉(zhuǎn)子相連的變頻器,其結(jié)構(gòu)及控制幾乎不發(fā)生改變,保障了這一方案的可靠性??纯聪聢D,一切皆明白的。
遠景中壓風機形成過程
還有驚喜的是,采用“定子中壓技術(shù)”方案后,風機的發(fā)電效率提升1%,而且隨著塔筒的增高,會有更高的提升率。
到此,可以看看遠景中壓雙饋風機在分布式和集中式風電項目的優(yōu)勢了。
在分布式風電系統(tǒng)中,由于遠景中壓雙饋風機輸出電壓為10kV,風機可直接接入電網(wǎng),省去全功率的升壓變壓器。這樣,進一步減少了分布式風電項目投資成本。
在集中式風電項目,也就是傳統(tǒng)的風電場項目,風機省去了升壓變壓器,不但可直接節(jié)省投資20萬元,還減少了占地。想象一下,每臺風機節(jié)省20萬元,整個風電場的成本降低還是蠻可觀的。不僅如此,風機塔筒內(nèi)的電纜數(shù)量減少,電纜鋪設(shè)和對接的工作量降低,施工和維護都比較方便,更具價值的是,10kV線纜要比690V線纜送電損耗小,提升了發(fā)電效率。
你看,至于遠景中壓雙饋風機在傳統(tǒng)風電場和分布式風電項目的優(yōu)勢到底有多大,你心中已經(jīng)有譜了。好啦,謝謝你看到這兒!