SWITCH變流器在兆瓦級直驅(qū)型風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用

圖8：NCDRIVE 故障記錄窗口

    具備了以上特性，SWITCH變流器能夠基本適應(yīng)直驅(qū)型風(fēng)機(jī)對變流器的需求。

    以下介紹SWITCH變流器在風(fēng)機(jī)行業(yè)一個關(guān)鍵的問題上的表現(xiàn)：

    4. 低電壓穿越功能

    根據(jù)E-ON的要求，風(fēng)機(jī)必須實(shí)現(xiàn)低電壓穿越功能，才能符合接入電網(wǎng)的條件。也即當(dāng)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)點(diǎn)電壓跌落水平高于圖中實(shí)線范圍時，要求風(fēng)機(jī)不脫網(wǎng)，甚至以滿電流發(fā)出無功功率以支撐系統(tǒng)電壓。

 圖9：低電壓穿越要求曲線

    一直以來對于低電壓穿越功能的實(shí)用型都存在爭議。但隨著風(fēng)機(jī)在不同電網(wǎng)條件環(huán)境下的應(yīng)用，人們都開始意識到：風(fēng)資源良好的地方，往往都處于電網(wǎng)末梢，其短路容量較低，在出現(xiàn)短路故障或有大電機(jī)負(fù)荷啟動的時候，系統(tǒng)電壓降低經(jīng)常發(fā)生。不能實(shí)現(xiàn)低電壓穿越功能的機(jī)組，或者選擇停機(jī)等待電網(wǎng)穩(wěn)定，或者必須承受一次又一次的緊急停機(jī)——而這樣的沖擊對于槳葉、軸承等機(jī)械元件的可靠性都是不利的。同時，在風(fēng)電裝機(jī)比例較高地區(qū)的電網(wǎng)上，在高風(fēng)速期間，由于輸電網(wǎng)故障引起的大量風(fēng)電切除會導(dǎo)致系統(tǒng)浪流的大幅變化，甚至可能引起大面積的停電，造成頻率穩(wěn)定性的波動，從而影響整體電網(wǎng)的性能。

    因此低電壓穿越功能具有突出的現(xiàn)實(shí)意義，對于提高風(fēng)機(jī)的長期可靠性和短期可利用率都是有益的。

    作為直驅(qū)型風(fēng)機(jī)變流器，SWITCH變流器具有良好的低電壓穿越能力，下圖為實(shí)際測試中的電流波形：

 圖10：SWITCH變流器三相低電壓穿越試驗(yàn)波形

    對于現(xiàn)場出現(xiàn)幾率更高的單相低電壓穿越，最近的試驗(yàn)表明SWITCH變流器也能夠順利的通過，關(guān)于此內(nèi)容將另行撰文敘述。

    5. 結(jié)論

    直驅(qū)型風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)接入性能，機(jī)械系統(tǒng)可靠性、整機(jī)效率等方面對雙饋型風(fēng)機(jī)具有顯著優(yōu)勢，在成本得到有效控制后，將會全面超越雙饋型風(fēng)機(jī)。

    SWITCH變流器是一種四象限變頻器，通過采用分布式控制，模塊化功率單元設(shè)計(jì)，在保證較低成本的同時提高了生產(chǎn)的一致性，降低了產(chǎn)業(yè)化的難度。

    高效的柜內(nèi)散熱能力，緊湊的柜體外形，方便靈活的實(shí)用工具，讓SWITCH變流器對風(fēng)機(jī)環(huán)境具有較好的適應(yīng)能力。

    低電壓穿越功能對于風(fēng)電場業(yè)主而言在短期的機(jī)組可利用率，和長期的機(jī)械系統(tǒng)可靠性兩方面具有重要意義。風(fēng)機(jī)系統(tǒng)中的實(shí)踐證明，SWITCH變流器具有良好的低電壓穿越能力。

    參考文獻(xiàn)：

    1. Rorbert Hennchen. .Comparison between Double Feed Asynchronues Generator and Synchronues Generator for Use in Wind Turbines[Z]. 2005.

    2. The Switch公司，產(chǎn)品說明