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2.2三叶片水平轴变速变桨恒频直驱永磁风力发电机组,变频器IGBT温度高,导致风力发电机组夏季运行高温限功率。以金风GW82/1500型风力发电机组来说,一般情况下是Freqcon型风冷变频器,其主要部件为德国英飞凌公司生产的绝缘栅双极型晶体管IGBT,通过IGBT不同的通断组合,达到整流、斩波、升压、逆变的作用,最终使风力发电机组出口电压达到并网的条件。由于IGBT通断的非常频繁,导致IGBT发热迅速,且热量非常大。根据德国英飞凌公司提供的资料,该IGBT表面温度应控制在125℃以内,极限工作温度在150℃以内,由于变流器使用的是IGBT组,无法监测到IGBT的表面温度,所以变流器IGBT的保护温度设定值为95℃,达到该值后机组报故障停机,所以在夏季高温情况下需要将机组负荷适当的限定,避免由于IGBT过温而报故障停机。
通过对照比较,该类风机在设计上存在以下问题:
(1)风力发电机组的保护值设定上过于保守,导致风力发电机组在夏季高温运行时出现报故障停机的现象。风力发电机组设定的保护值于元器件生产厂家提供的工况值相差30℃,并且95℃的设定值与现场夏季极端气温的工况不协调,宏观的说,属于机组的保护设定还不够优化,性价比不高。
(2)变流器通风冷却系统设计有缺陷,导致热量积累,报超温故障停机。该类机型在变流器的通风冷却系统中没有设计通风冷却通道,这样会使冷却风扇将变流器的热量吸入塔基后,不能完全由塔基冷却风扇送出塔筒外,有一部分热量重新回到塔底平台后,使塔底平台的温度升高,从而热量积累,导致变流器超温。
通过实地检查检查发现,在日常的维护上存在以下问题:
(1)在日常维护中未进行风扇、塔筒门滤网的清理。由于灰尘的原因,导致风扇效率不高,换热速率低,使得温升率升高。另外,该类风机由塔基送出热风,由塔筒门的滤网处吸入冷风,由于滤网长期未清理,滤网堵塞,冷空气的吸入不通畅,也会导致变流器温度升高。
3 结语
目前,我国的并网性风力发电机组由于金风、华锐、东汽等设备厂家的迅速发展,已经打破了国外厂家垄断的局面,但在风机制造水平上、后期服务的质量上还是与国外的西门子、GE、维斯塔斯等公司存在一定的差距,同时也反映出国内风力发电领域技术人员的匮乏以及技术的落后。另外,国内风力发电机组设备厂家多而不精,低价竞争等外部环境影响,使得国内风力发电技术一直没有得到实质性的发展。以上现象说明,风力发电技术的发展需要通过研发、生产制造、运营维护等各个环节互相引导,持续健康的发展,从而消除和避免类似在设计上和维护中的短板,达到世界先进的水平。
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