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2013年10月17日下午,北京国际风能暨展览会——电气及控制技术。来自北京科诺伟业股份有限公司的李海东博士演讲:5MW风电机组电控技术发展现状与展望。以下是全文:
李海东:各位来宾、各位朋友,大家下午好!下面由我来代表北京科诺伟业科技股份有限公司为大家介绍一下“5MU风电机组电控技术发展现状与展望”。报告分四个部分:
一、5MW风机发展现状的分析
二、5MW风机电控系统关键技术跟大家做一个分享
三、超大功率风电机组发展趋势
四、超大机组电控技术发展展望
一、5MW风电机组发展现状
它的功率等级在逐步增加,相应叶片直径在放大,可以看到在2005年的时候全球率先推出了5MW风级。
中国从2006年到2011年单机容量的变化趋势:到前年中国的装机容量是1.5MW的功率等级。最新的统计,全球2012年整个新增的单机平均容量是1.85MW,比2011年提高了0.17MW数量。整个发展形式来讲大型化趋势非常明显,其中欧洲,由于海上风电发展比较快,丹麦最快,达到了3M五W,英国、德国平均容量也超过了2.3MW,我们去年是1.65MW,比1.5MW也有所提升。由于我们2MW机组的增加,我们的2MW机组由2011年17%,去年达到了30%,发展来讲整个机组大型化发展是发展必然的趋势。
随着海上风电逐步的启动,5MW必将成为海上风电的主要流机型。
(图)这是国外目前部分公司5MW级风机机组的研制进展,包括VESTAS、GE、西门子、BACD等公司,都有5MW级别的产品推出。其中BARD公司和VESTAS公司大功率产品批量装机。与此相对国内华锐、东气、联合动力、湘电、南车这些公司,在最近一段时间,包括去年年底,再早之前都有相应的样机运行,另外明阳等都是在研制阶段,年底大概都可以推出样机。
针对过外统计情况,首先传动链做一个简单的数据分析:可以看到国内直驱占60%,高速传动占40%。国外是直驱、高速和中速三种类型,各占55%、18%、27%。
发电机类型:就是永磁和双亏,各占80%和20%。永磁发电机是5MW发动机主要的类型,是因为它简单方便。
二、5MW级但孔系统关键技术
(一)控制系统关键技术
控制系统包括变桨。从技术需求来讲,5MW技术包括传离带,叶轮巨大,受力不均,降低疲劳载荷,国内有一家做160多米的叶片开发,包括轮度高度在150米,这样叶片受力不均匀,而且希望它有更长的寿命,那么载荷优化肯定是一个非常关键的技术。
第二个就是高可靠性。海上这种特殊的环境下,包括烟雾、腐蚀、雷电,甚至台风,这种情况下,会对机组设备造成更多的损坏,包括粗线故障纪律也比陆上更高,本身成本非常高,维护起来很不方便。这种情况下对设备来讲高可靠性也是非常重要的。
第三个就是状态监测。这跟高可靠性互相相关联的。是否能对机组故障进行更好的判断和预警,这也是控制系统要解决的关键技术。
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