來自風(fēng)力發(fā)電設(shè)計(jì)挑戰(zhàn) 直面以對(duì)

      圖1：英飛凌工業(yè)功率器件市場經(jīng)理陳子穎說：“現(xiàn)代逆變器本身就是可并網(wǎng)的，因此不再需要同步器和晶閘管。”
 
      由于風(fēng)電場一般都建于自然環(huán)境極其惡劣的野外，為盡可能地降低維護(hù)成本，通常對(duì)系統(tǒng)可靠性要求非常高。一般來說，位于最前端的風(fēng)力渦輪機(jī)是影響系統(tǒng)可靠性的最關(guān)鍵設(shè)備，它的電機(jī)控制系統(tǒng)必須在任何風(fēng)力情況下保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)和自動(dòng)根據(jù)風(fēng)向調(diào)整葉片的方位，而且要在風(fēng)雨雷電沙塵的各種氣候條件下長時(shí)間保持正常工作狀態(tài)。目前丹麥的 Vestas 公司是世界風(fēng)機(jī)市場的領(lǐng)先供應(yīng)商。

      整流器用于將風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)出的交流電轉(zhuǎn)換成直流電，以盡可能地降低電能在傳輸過程中的損失。在靠近電網(wǎng)端，逆變器再將整流器過來的直流電能轉(zhuǎn)變成電網(wǎng)采用的正弦電波，然后通過晶閘管和同步器確保生成的交流電與電網(wǎng)同步并將此正弦波交流電并到電網(wǎng)上。

      逆變器通常由 IGBT 模塊、續(xù)流二極管、IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)保護(hù)、濾波電容、散熱器、隔離器和MCU構(gòu)成。目前中.國能提供逆變器整機(jī)的主要供應(yīng)商有：深圳安德森電子、上海力友電氣、北京綠洲協(xié)力新能源、北京怡蔚、廣州郵科電源和上海正川。

      大功率風(fēng)電應(yīng)用要求能承受上千安培電流和幾千伏高壓的大功率IGBT器件或模塊，而且要求它們必須具備很高的可靠性，目前能提供這類產(chǎn)品的供應(yīng)商并不多，主要有：IXYS、Infineon、ST、BYD 和富士電機(jī)。

      防雷裝置一般為防過壓沖擊的氣體放電管( GDT )、晶閘管、TVS 二極管或金屬氧化物變阻器 (MOV )，以及防過流沖擊的可恢復(fù) PolySwitch 器件或一次性熔斷器。目前市場上主要的防雷器件供應(yīng)商有：Tyco 電子、Littelfuse、ST 和君耀電子。

      在逆變器和電網(wǎng)之間一般都需要加變壓器，因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓一般高達(dá)幾萬伏，這么高的電壓逆變器是做不到的，因此需要大型變壓器進(jìn)行升壓。

      對(duì)于由幾百臺(tái)風(fēng)機(jī)組成的大型風(fēng)力發(fā)電場來說，風(fēng)場的信息化管理和風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控必不可少。在這樣的系統(tǒng)中需要對(duì)現(xiàn)場運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)、以及各類信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。一般來說，各種采集信號(hào)及控制信號(hào)通過工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線匯集到工控機(jī)中(如研華工控機(jī)UNO-2170)，然后再通過另外一個(gè)以太網(wǎng)口將數(shù)據(jù)傳送到風(fēng)能檢測服務(wù)器當(dāng)中。工控機(jī)充當(dāng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的作用。