登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室的研究人员杨珍贵、杜雄等,在2015年第16期《电工技术学报》上撰文,风速的随机变化使得风电变流器处理变化的功率,导致器件的温度产生波动,影响变流器的可靠运行。现有的基于一个工作状态下的风电变流器可靠性评估,无法反映负载随机变化造成器件温度波动对变流器可靠性的影响。
功率器件失效的主要形式为铝键合线失效与焊料层疲劳,本文综合考虑这两种失效因素,给出了可靠性评估模型和评估方法,分析了开关频率、功率因数及散热热阻的变化对风电全功率变流器可靠性的影响,并以1MW永磁同步风力发电机为例结合实际的风速及气温数据进行了验证。
实例结果表明,开关频率与散热热阻的变化对变流器可靠性的影响比较大。根据分析结论,讨论了针对风电变流器的实际工作环境,考虑风速的概率分布,对利用变频或变散热条件的控制措施以提高变流器可靠性的可行性。结果表明,可通过根据风速等工况来改变开关频率和散热条件来提高变流器的可靠性。
风电变流器在全功率风电结构中起到解耦及电能转换的作用,将机侧的变频输入转换为网侧的恒频输出[1],是风能转换系统中的核心元件。然而风机的恶劣工作环境,通常使得风电变流器的可靠性相比其他工业领域里要低[2]。
文献[2]中,通过对超过6000台陆地风电机组历时11年的可靠性数据统计,得到风电机组中各子系统的失效率如图1所示。由图1可知,风电变流器失效率非常高,仅次于电气系统。为了降低运行及维护成本,亟需对风电变流器的可靠性进行分析,以提出相应的改善措施,确保低成本、长期可靠的运行环境。
图1风电机组中各子系统的平均失效率分布
文献[3]指出,风电变流器失效中超过50%的故障是由于功率半导体器件造成,而器件的性能主要与工作温度、湿度及承受的电应力有关[4,5],尤其是器件的结温及其幅值波动很大程度上决定了它们的失效速率[5]。由于风速变化的随机性,风机的输出功率及器件的损耗也跟着发生相应的变化,器件的工作温度也发生随机波动,以致严重影响了风电变流器的可靠运行。
鉴于器件工作温度对变流器可靠性的重要影响,目前,有诸多文献基于器件的工作温度对工业应用中变流器的可靠性进行了研究。文献[6,7]基于器件结温幅值大小评估了不同变流器拓扑结构的可靠性差异,缺乏考虑器件温度波动的影响;文献[8]给出了航空三相功率变流器在一种工作状态下的可靠性设计步骤,却没有分析负载变化造成器件工作温度波动对变流器可靠性的影响;文献[9]对小型风能转换系统中两种不同变流器拓扑工作在额定状态下的可靠性进行比较,缺乏分析风速变化造成器件温度波动对变流器可靠性的影响;文献[10]分析影响风电变流器可靠性的影响因素时,考虑了风速变化的影响,而变流器系统参数的影响却没有深入研究。
根据现有的文献报道,业界针对变流器可靠性的研究主要是基于设计初始阶段,考虑变流器在一种工作状态下的可靠性优劣,而对于因风速随机变化使得风电变流器频繁工作在多种状态下的可靠性研究,目前还比较少。
本文以永磁同步风力发电机(PermanentMagnetSynonousGenerator,PMSG)连接着“背靠背”的二电平全功率变流器为例,如图2所示,结合实测的风速及气温数据,分析论证了变流器参数——功率因数、开关频率及散热热阻的变化,导致器件工作温度变化对变流器可靠性的影响。
图2PMSG风电机组拓扑结构
本文首先根据温度对器件失效的机理,综合考虑铝键合线失效和焊料层疲劳两种失效模式,给出了功率半导体器件的可靠性预测模型。利用风机输出功率与变流器中器件损耗及结温的关系,结合器件的温度计算,得出变流器可靠性的预测流程图。然后以实际风速数据为例,分析论证了变流器系统参数对变流器可靠性的影响,并初步讨论提高变流器可靠性的措施。
结论
分别根据器件温度幅值及其波动对变流器可靠性的影响机理,综合考虑铝键合线失效与焊料层失效,给出了风电变流器功率器件的可靠性评估模型。结合实际的风速及气温数据,分析论证了风电变流器的系统参数——功率因数、开关频率及散热器热阻的变化对变流器可靠性的影响。结果表明,开关频率与散热热阻对变流器可靠性的影响比较大。
根据分析结果,本文初步探讨了通过改变开关频率以及散热条件方式来提高可靠性的可行性。分析结果表明,在低风速时增大开关频率或降低散热条件,以降低大的温度幅值变化,可达到提高变流器可靠性的目的。同时,在设置变频或变散热条件的切换位置时考虑了风速的分布概况以减小切换次数,从而降低控制方式的切换对系统的影响。对于开关频率和散热条件的优化选择和控制将是下一步的研究重点。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
重庆制造业基础较好,科教人才资源丰富,要着力构建以先进制造业为骨干的现代化产业体系。深入实施制造业重大技术改造升级和大规模设备更新工程,加快传统产业转型升级,积极培育具有国际先进水平和竞争力的战略性新兴产业。加强重大科技攻关,强化科技创新和产业创新深度融合,积极培育新业态新模式新
截至4月7日,国能湖南新能源公司芙蓉山风电场连续安全生产2100天,刷新安全生产长周期纪录。今年以来,该公司认真落实集团公司“一三六”发展战略和“41663”总体工作方针,深入贯彻集团公司安全生产工作部署,落实全员生产责任,狠抓安全生产管理,细化生产保障措施,全面构建安全生产长效机制。以风
4月24日,湖南永州道县四马桥100MW风电项目风力发电机组及附属设备采购项目中标候选人公示,运达股份预中标,投标报价19900万元,折合单价1990元/kW。
近日,宁夏回族自治区人民政府印发《宁夏回族自治区推动大规模设备更新和消费品以旧换新实施方案》(宁政发〔2024〕15号)。《实施方案》分为3个步骤:(一)启动提升阶段(2024年)。建立政策体系和工作制度,全面启动重点领域设备更新和消费品以旧换新。(二)攻坚突破阶段(2025-2026年)。推动重点
1.1.6GW海上风电项目指标,这家整机商拿下!近日,温州市2024年第一季度重大项目集中签约活动举行,苍南5号海上风电项目参与此次集中签约。该项目由远景能源投资建设,装机容量80万千瓦,项目预计总投资104亿元。目前,远景能源共签约浙江温州苍南3号海上风电场、苍南5号海上风电场,规模总计160万千瓦
近日,北极星风力发电网了解到一起因为风电机组噪音和光影起因的纠纷,某村民反应,一台风电机组建在离自己居住的地方200米距离,白天噪音和光影影响,晚上噪音不断,干扰了正常生活,晚上无法入眠,举报后环保督察组等相关部门来调查时,风机就会发生转向,转速降低导致噪音也小了。对此该风电场业主
4月20日,由东方电气风电股份有限公司研制,拥有完全自主知识产权的18兆瓦半直驱大功率海上风电机组首台样机在福建省福清市东方电气风电(福建)有限公司顺利下线并发运。18兆瓦半直驱海上风电机组是东方风电针对海上平价和竞价需求推出的机组,可减少风场机位数量和运维吊装成本,大幅降低风场建设成
国能河北新能源发展有限公司国能衡水安平一期100兆瓦、二期50兆瓦、蠡县100MW风力发电项目风力发电机组(含塔筒)设备采购:公告显示,第一中标候选人:远景能源有限公司,投标报价:48000.000000万元。第二中标候选人:三一重能股份有限公司,投标报价:43950.000000万元。国能衡水安平一期100兆瓦风
近期,伴随彭博新能源发布《2023年全球风电整机制造商新增装机容量排名》,全球风电市场整机商竞争格局跃然纸上。整体来看,2023年全球风电新增装机容量飙升至118GW,创下历史新高。中国整机商继续主导全球风机市场,以77.1GW装机量、65%的市场占比,强劲拉动全球风电新增装机增长。榜单中排名前十的风
北极星风力发电网讯:4月19日,中国能建发布《中国能建2024年风力发电机组集中采购招标公告》。规模:本次招标为风力发电机组采购,预估总量为10000MW,项目主要分布于国内各施工现场。招标人不承诺最低采购数量。本次招标将确定中国能建2024年风力发电机组集中采购框架中标供应商,中标单位与股份公司
4月19日,禾望电气发布2023年全年业绩报告。公司实现营业收入37.52亿元,同比增长33.56%,归母净利润为5.02亿元,同比增长88.18%。禾望电气是一家专注于新能源和电气传动产品研发、生产、销售和服务的国家高新技术企业。主营产品有风力发电产品、光伏发电产品、储能产品、制氢电源产品、电能质量产品、
近日,数据咨询机构Brinckmann公布2023年全球风电变流器市场份额企业排名,阳光电源以34%的市场份额位居全球第一。在此次公布的全球风电变流器市场份额企业排名中,阳光电源出货量占比呈领先优势。2023年,阳光电源风电变流器出货量同比增长40%,其中,海上风电变流器出货量4.6GW,同比增长190%,产品
4月23日,风电变流器龙头阳光电源发布2023年年报及2024年一季报。年报显示,2023年阳光电源实现营业收入722.51亿元,同比增长79.47%;净利润94.4亿元,同比增幅达162.69%;经营性净现金流69.82亿元,同比增长476.77%。报告期内,风电变流器全球发货32GW,市占率全球第一,同比增长40%,海上风电变流器
北极星风力发电网获悉,4月11日,阳光电源风电变流器全球累计出货突破1亿千瓦。值此里程碑时刻,阳光电源邀请到来自风电行业领导莅临指导,并就可持续、高质量发展路径开展座谈交流。与会领导对阳光电源在风电领域取得的卓越成绩给予高度肯定,并在能源转型、技术储备、市场拓展等方面作经验分享。“能
阳光风能:协同发展,共创共赢汪令祥阳光电源股份有限公司风能事业部总裁行者无疆,岁月有痕,时空的坐标轴铸刻着每一步奋斗的足迹。这一年,阳光风能风电变流器“上山、下海”,助力大功率机型加速入海;这一年,降本压力陡增,如何回归理性成为关键命题;这一年,行业生态不断演变,零部件企业协同发
1月22日,阳光电源发布2023年业绩预告,公告显示,报告期内,公司营业收入预计实现710亿元-760亿元,同比增长76%-89%,实现归母净利润93亿元-103亿元,同比增长159%-187%。阳光电源表示,光伏逆变器、储能系统、新能源投资开发等核心业务实现高速增长,同时受益于上半年外币汇率升值、海运费下降等因素
近年来,中国风电技术实现了从跟随者到引领者的转变,一系列原创性、突破性的成果涌现,更加速了国内市场风电装备的国产化替代。在被誉为“塞上江南”的宁夏境内,在海拔2000多米的重峦之巅,百台风机错落分布、点缀山涧,绘制成一幅气势磅礴的风电山峦图。近日,为解决宁夏同心某风电机组故障频发、维
在风电机组中,风电变流器的性能直接影响着机组的发电效率和可靠运行。功率模块作为构成风电变流器的核心部件,在其中扮演着电能转换的重要角色。老旧风电场中,因功率模块损坏而导致的变流器停机故障频繁发生。海上应用环境尤为苛刻,对功率模块的可靠性要求更高。禾望电气作为风电变流器行业的执牛耳
近日,由阳光风能提供的风电变流器在山东威海半岛南U海上风电项目一期工程实现全容量接入电网,这意味着中国在建单体容量最大海上风电项目取得重大进展!该项目总装机容量900MW,分U1、U2两个场址,其中U1场址风电机组全部采用阳光风能提供的8.5MW海上风电变流器,具备海上环境高防护能力和强电网适应
能源是推动社会发展的血液,世界能源一路从高碳能源向低碳、无碳的新能源演变。而随着新能源的大规模接入,电力系统低惯量、低阻尼、弱电压支撑等问题凸显,稳定性问题愈发严峻,技术迭代迫在眉睫。今年以来,构网型技术从名不见经传的技术路线到公开招标的硬性要求,新疆、西藏等地发文鼓励甚至强制配
“禾望电气目前已经做到了全功率覆盖,推出了海上18MW全功率变流器12MW双馈风电变流器,10MW产品已经实现了批量发货。在中压系统上,24MW的产品也已研发突破,未来大功率方向我们将会持续的发力。”“另辟赛道的禾望电气技术路线,恰恰更有利于中国超大功率的风电变流器研发,摆脱甚至超越国外技术桎梏
近日,远景能源印度分公司凭借其独树一帜的挑战者精神及信任、多元化的职场文化及其对净零碳转型重大贡献,荣获全球职场文化权威机构GreatPlaceToWork(卓越职场研究所)的“卓越职场”认证!该认证是全球最权威的雇主品牌认证之一,通过“尊重、友爱、信赖、自豪、公平”五大维度,调研员工并由全球专
4月26日14时,随着中船海装第139台风电机组叶轮与机舱在110米高空完成精准对接,京能国际238万千瓦风电大基地——科尔沁区138万千瓦生态治理风电基地项目(高林屯场区、大林场区)吊装工作全部完成,并将于5月完成全容量并网发电。日前,习近平总书记在重庆主持召开的新时代推动西部大开发座谈会上强调
4月26日,太平湾运达股份东北风电主机制造基地投产暨首台大兆瓦机组下线仪式隆重举行。辽宁省委常委、大连市委书记熊茂平,市委副书记、市长陈绍旺,招商局集团总经理石岱,运达股份董事长高玲共同见证。太平湾运达股份东北风电主机制造基地以大连太平湾海上风电、源网荷储一体化等新能源投资项目为依
重庆制造业基础较好,科教人才资源丰富,要着力构建以先进制造业为骨干的现代化产业体系。深入实施制造业重大技术改造升级和大规模设备更新工程,加快传统产业转型升级,积极培育具有国际先进水平和竞争力的战略性新兴产业。加强重大科技攻关,强化科技创新和产业创新深度融合,积极培育新业态新模式新
近些年,各个领域的“不可能三角”层出不穷。社会治理领域,“治理质量、治理成本、受益范围”构成“不可能三角”;能源转型领域,“安全、成本、环保”构成“不可能三角”。所以人们本能地认为做任何事都必须面对选择,也因此衍生出一种观点——“既要……又要……”这样的句式,就是不合理的代名词。
4月26日,宁夏回族自治区发改委下发国家能源集团宁夏腾格里沙戈荒固原红寺堡海原250万千瓦风电基地项目核准批复,项目由国能腾格里公司牵头开发,标志着国内最大的“沙戈荒”能源大基地首个GW级风电项目前期工作取得实质性进展,即将进入建设实施阶段,为国家“沙戈荒”能源基地风电项目提供宝贵的开发
4月25日,由中国能建投资公司参与开发、广东火电承建的新雪国新能源一体化项目签约仪式暨新雪国居旅度假区项目开工仪式在张家口市赤城县举行,标志着中国能建首个“新能源+冰雪文旅”一体化项目正式落地。赤城县新能源项目装机规模为150万千瓦,包括100万千瓦光伏和50万千瓦风电,是中国能建在冀北投资
4月23日,中国华电副总经济师巴希一行到运达股份参观交流,运达股份党委委员、副总经理陈坚钢陪同。巴希对运达股份在新能源领域所取得的成绩表示赞赏,并详细介绍了中国华电在新能源领域的发展情况。他表示,中国华电始终坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,坚定不移落实能源安全新战略,
4月26日,第八届中国中东南部风电开发研讨会暨“千乡万村驭风行动”风电发展论坛在广西南宁成功举办。国家能源局新能源与可再生能源司处长陈永胜,广西壮族自治区发改委党组成员,自治区能源局党组书记、局长熊祥忠,远景集团高级副总裁田庆军、中国可再生能源学会风能专业委员会秘书长秦海岩为大会致
据华润电力广州公司消息,4月25日,华润电力广州公司阳江三山岛四海上风电项目获得阳江市发展和改革局核准批复。这是该公司首个核准的海上风电项目。华润阳江三山岛四海上风电场项目位于广东省阳江市三山岛南部海域,场址面积54k㎡,风电场场址离岸最近距离约73km,场址中心离岸距离约87km,场址范围水
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!