永磁還是雙饋？

永磁還是雙饋？

在風(fēng)電行業(yè)，關(guān)于現(xiàn)代風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)應(yīng)該使用永磁發(fā)電機還是雙饋發(fā)電機至今仍然存在爭議。很多技術(shù)專家及行業(yè)意見領(lǐng)袖都曾建議使用雙饋電機，并且表達了對于永磁發(fā)電機技術(shù)的種種疑慮。斯維奇認為，無論使用何種評判標準，永磁發(fā)電機及全功率變流器系統(tǒng)是目前業(yè)界最好的技術(shù)。

評判標準一：全生命周期成本效率

總有聲音認為永磁發(fā)電機和全功率變流器系統(tǒng)比雙饋系統(tǒng)貴。實際上，研究證明，當(dāng)把所有的投資及運營所需的成本都考慮進去時，永磁發(fā)電機及全功率變流器系統(tǒng)比雙饋系統(tǒng)在機組的全生命周期內(nèi)更便宜，更劃算。

裝配有永磁發(fā)電機及全功率變流器的風(fēng)電機組并網(wǎng)之后具有較低的成本，這相對裝有雙饋系統(tǒng)的機組來說是一個巨大的優(yōu)勢。雙饋技術(shù)滿足電網(wǎng)標準需要增加硬件及軟件設(shè)備，從而增加成本；永磁發(fā)電機及全功率變流器傳動系統(tǒng)已經(jīng)具有諸如發(fā)無功及低電壓穿越的功能，這樣便拉平了和雙饋設(shè)備初始投資成本之間的差距。

從長期來看，永磁技術(shù)的優(yōu)勢是能夠發(fā)出更多的電，因為它的功率曲線具有更高效率。永磁發(fā)電機及全功率變流器傳動系統(tǒng)能夠在整個運行范圍內(nèi)確實地提高風(fēng)電機組效率。在100%功率條件下，永磁發(fā)電機及全功率變流器傳動系統(tǒng)與雙饋及雙饋變流器的效率相似。然而，100%功率的風(fēng)況并不常見。在通常風(fēng)況下，永磁傳動系統(tǒng)已經(jīng)被證實更有效率。不管是從運行性能、電機損耗、變流器功率范圍還是風(fēng)況的角度來看，永磁發(fā)電機及全功率變流器傳動系統(tǒng)都被證明有更高的年發(fā)電量。

永磁發(fā)電機的設(shè)計還能夠提高可靠性，從而使機組運維費用較低。根據(jù)統(tǒng)計，永磁發(fā)電機具有更少的電氣故障和效率（故障率 0.59/年，其他技術(shù)的故障率為0.69/年）。從停機時間考量，最新的永磁發(fā)電機更可靠，其停機時間為 1.98天/年，而其他技術(shù)的停機時間為＞2.36故障天數(shù) /年。NextWind最新研究報告中估計：雙饋機組每年的服務(wù)成本，包括其齒輪箱所需的額外費用，總計比永磁機組的服務(wù)成本高 20%－30%。

此外，稀土原材料價格不穩(wěn)定、來源有限一直被認為是永磁發(fā)電機的固有風(fēng)險。其實，稀土磁鋼的價格和以往相比已經(jīng)降低了很多，而且在較長時間段內(nèi)趨于穩(wěn)定。并且，通過磁鋼的結(jié)構(gòu)設(shè)計也可以優(yōu)化使用所需的稀土量。所以永磁發(fā)電機的這部分價格溢價可以被消除。

評判標準二：可靠性及可利用率

有些人錯誤地認為永磁發(fā)電機及全功率變流器解決方案會需要很多不可靠的電力電子設(shè)備。實際上，永磁發(fā)電機及全功率變流器系統(tǒng)所使用的電力電子設(shè)備數(shù)量和雙饋系統(tǒng)相當(dāng)，只不過雙饋變流器所需的功率等級較低而已。無論是永磁發(fā)電機及全功率變流器傳動系統(tǒng)，還是雙饋發(fā)電機及雙饋變流器系統(tǒng)，電力電子設(shè)備的故障率都會導(dǎo)致同樣的結(jié)果。

NextWind的研究報告得出結(jié)論：和雙饋發(fā)電機相比，永磁發(fā)電機有更高的可靠性并且維護成本更低；因為永磁發(fā)電機在高熱運行環(huán)境下性能更優(yōu)異，而且永磁發(fā)電機無需滑環(huán)和編碼器。Sciemus最新的研究報告也證實“和其他技術(shù)的發(fā)電機（故障率為0.12－0.14/年）相比，永磁發(fā)電機更可靠（故障率為0.11/年）”。

永磁發(fā)電機需要使用釹鐵硼磁鋼，該磁鋼對于腐蝕和熱很敏感。因此，有些專家認為過熱會導(dǎo)致電流損失迅速攀升。這些專家還錯誤地認為釹鐵硼磁鋼有極性翻轉(zhuǎn)及去磁的風(fēng)險。事實上，釹鐵硼磁鋼都有涂層保護，可以非常有效的使其免于腐蝕。在組裝轉(zhuǎn)子的時候也會使用氣密封裝，這也會起到保護作用。

從制造的角度看，為了保證永磁發(fā)電機及全功率變流器系統(tǒng)的性能，合適的生產(chǎn)質(zhì)量標準及工程制造水平都是必需的要素。為直驅(qū)風(fēng)電機組生產(chǎn)大型的永磁發(fā)電機需要更高的專業(yè)工藝水準。實際上，轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙精度要求很高，當(dāng)需要生產(chǎn)一個直徑達 6米的元部件時，不是所有的工廠都能夠做到維持這一精度標準。但是，只要設(shè)計得當(dāng)，生產(chǎn)標準執(zhí)行到位，在大型直驅(qū)風(fēng)電機組的生產(chǎn)過程中就能夠達到高精度水準，而不需要再采取額外的工藝。

永磁發(fā)電機及全功率變流器解決方案和雙饋方案相比，維護更方便。由于不需要滑環(huán)和電刷，而且更容易符合電網(wǎng)標準，永磁發(fā)電機的設(shè)計提高了可靠性并使之便于維護。Sciemus最新的風(fēng)能研究報告同時確認：永磁發(fā)電機的設(shè)計擁有“較低的故障率”；該報告同時指出：就停機時間來說，考慮到 7種模式下最低的故障率，最新的永磁發(fā)電機設(shè)備是最可靠的。