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现阶段双馈技术经过多年发展,技术已相对成熟,机组运行状态稳定,市场认可度较高;相对而言永磁同步(直驱、半直驱为代表)技术近几年虽得到一定的发展,但是在以下几方面仍较双馈技术有所不足:
(1)发电量比较:永磁同步技术其机组转速范围较宽,在低风速下发电量有一定优势,但其全功率变频的特点导致随风速提高,其发电量优势将因变频器损耗迅速增大而减小。理论计算的发电量比较两者相近,双馈技术略优于永磁同步技术。
(2)成本比较:永磁同步技术虽然降低或省去了齿轮箱成本,但其发电机和全功率变频器均较双馈技术更加昂贵。
(3)电能质量:永磁同步技术所采用的全功率变频系统的谐波含量非常高(基本超过5%),必须使用谐波滤波器。而双馈机组中的谐波含量可控制在较低水平。
(4)机组安全:电网故障时双馈系统可提供更高的电流能力,更有利于启动过电流保护及故障清除;全功率变频系统其电流能力基本被限制在2倍额定电流。
(5)退磁问题:永磁同步技术其发电机存在退磁隐患,尚无明确更换方案。Enercon公司发电机仍采用损耗大的电励磁方式。
(6)海上装机:直驱机组往往采用利用定转子间气隙以自然通风的方式对发电机进行冷却,当安装到海上风场时,发电机作为核心部件会直接与腐蚀性空气接触,防腐问题极难解决。且出现问题维修更换耗资巨大。现在海上风场尚无安装大型直驱风电机组的先例。
(7)维护成本:直驱机组其发电机尺寸重量大,更换维护不便,需预订专业安装船或大型浮吊完成工作,但全球目前可用的安装船只和大型浮吊寥寥可数,且船期需要至少提前一年预定,所以故障处理时间无法保证。而且动用大型海上吊装船只成本极高,所以其维护的时间成本和经济成本都比较高昂。
结语
双馈技术已经在过去的十多年中成为不可争辩的主流技术,而直驱和永磁直驱技术目前来看尚无法动摇带齿轮箱技术的主流地位。可以肯定的是,风电机组技术的成熟性、质量的稳定性和可靠性、及时而低成本的维修和维护将是市场选择的最重要标准,特别是在海上风电的机组选择中,目前看来,带齿轮箱的风电机组仍是海上风电的绝对主流。
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