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以下为发言全文:
大家上午好,今天和大家分享一下风电上用的发电机,主要是把主要产品给大家做介绍,中间有一些大的发展方向和趋势,给大家做交流。
3060政策目标和规划导致这几年的装机有比较大的增长,2023年-2025年每年有6-7000万千瓦的装机,在“十四五”期间预计是7000万千瓦左右。
“双馈”现在用的少了,“直驱”由于成本挑战也逐渐变少,半直驱和传动链,这都是比较热门的路线。
“双馈”为什么会成为主流?也是靠它的经济性。陆上昨天和今天在不同场合发布大兆瓦“双馈”电机,现在发布最大15兆瓦。今年已经给国内不同厂家做到12兆瓦,主要还是因为它的成本问题,考虑到海上的恶劣工况,现在从维护角度考虑半直驱作为主要的技术路线,海上8兆瓦以上基本上用的半直驱多一点,也有“双馈”。
这是“双馈”电机的参数,通过不同的冷却方式。低压从690V到1140V,现在还有一些企业做10.5KV。传动链,今年6月份下线全球最大20兆瓦的半直驱。
下面说一下风电的关键技术,行业发展和新技术、新材料不断的涌现,针对不同的环境和应用场景,也需要有不同定制化技术结构。从电机方面来说是从绝缘和防腐技术,以及通过关键部件的卡脖子问题。电机方面,最开始做精准的设计,怎么样设计比较好的方案?现在实现电机和系统一体化的设计方式,包括电机和变流器和整个系统一体化设计模式,保证电机电池设计的准确性。
结构的可靠性和轻量化,现在风机越来越大,可靠性也是最为关注的。现在的迭代速度特别快,以前1.5兆瓦和2兆瓦风机卖5年-10年,现在可以看到风机到2-3年生命周期就结束了,更快的可能是1年。大兆瓦越来越多,怎么样保证迭代速度快和运营的可靠性?设计技术在电机上起到关键的作用。现在塔桶越来越高,也越来越重,如何做轻量化的设计?也是巨大的挑战。
冷却技术,如何把电机体积做小?这也是很大的挑战。现在直冷用的越来越多,还有用水冷和高效的冷却方式,怎么样把电机做小,冷却起到了关键的作用。
“双馈”滑环系统,早期出现了很多的问题,现在滑环可靠性的设计,也是摆在我们面前的问题,包括碳刷的分布和数量,以及均流。现在电特别多,如何保证每一个电栓的电流是均匀的?整个结构布置也是非常重要的方向。
多场耦合,而不单单是电池场,包括电、流、固,它应该是一个耦合体。要把这些相互关联的做耦合设计,这样对于仿真分析技术和验证技术、测试技术,也要进行不同的关注和提升。通过多场耦合,保证整个电机设计的精准性,目前我们也是一直在这样做的。
传动链,以前最早是电机和储存是有连接器的,现在为了缩短操作链的长度,现在基本上半直驱都是这种路线。最上面的是主轴、齿轮箱、电机做集成,刚刚前面专家也讲到,这也是新的技术,怎么样保证传动链的可靠性?这也是目前要密切关注的问题。传动完之后,电机有电流和电压,可能对于传动系统的影响,这也是目前摆在行业面前比较难的问题。
绝缘,随着高压的应用现在到10.5kV,稳定性如何保证?电压高、环境差下,绝缘设计的可靠性要比以前更加的关注。以前对于低压来说可能不是问题,现在随着电压的提高和环境越来越弱化,对于绝缘的要求也越来越高。
试验验证技术,迭代速度越来越快,前几年是1.5MW,现在都是12-15MW。现在实验技术能不能跟得上,实验内容是不是很完整?实验的关键是很关键。目前是全球做20MW和“双馈”,怎么样保证大兆瓦的电机除了可靠性,从材料和部件、整机测试都在做相关的测试?中间还有一个疲劳测试,怎么样模拟电机在20年,包括25年寿命周期内的疲劳测试?这方面做的比较小。但是我们有一个疲劳测试台,可以模拟整个疲劳测试,保证电机出厂之后是可靠的。引述线、滑环怎么样在20-25年运行期间不出问题?虽然设计没有问题,但是怎么样保证可靠就是做疲劳测试。
智能化,更大更远之后我们去运维特别困难,怎么样做智能化的设计?所以现在研发智能运维技术。
发展趋势,大容量、电压越来越高、成本要求越来越低、轻量化智能化,这个是目前我们认为后续的发展方向。大之后,怎么样做的更可靠?更智能?这个是我们作为电机重点研究方向。
海上机组,最近发布有18MW和20MW的。漂浮式,国家要求30公里之外,这也是发展的方向。低成本,作为电机首先是标准化模块化在做。轻量化和智能化,我们已经开发出一个产品,直接可以在风机上去装,把接口无限传输,现在有的电机可以装或者以前的电机装上去,可以把振动噪声传出来,给大家做故障的分析。
后续如果大家有什么需求或者交流的,可以和我们做联系,时间关系不多说了,谢谢大家。
(根据演讲速记整理,未经演讲人审核)
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