變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

摘 要 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在風(fēng)電領(lǐng)域是一種新型風(fēng)電技術(shù)，能夠節(jié)約成本，獲取更大效益，在很大程度上能夠有效利用風(fēng)力資源，產(chǎn)生更多風(fēng)能，供電量會(huì)相應(yīng)增加。新技術(shù)產(chǎn)品投入市場(chǎng)，會(huì)取得更多利潤，而在社會(huì)生活中也有著明顯的實(shí)用性。

【關(guān)鍵詞】變速恒頻 雙饋電機(jī) 風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

風(fēng)力資源的豐富儲(chǔ)量和可再生特性促使著人們?cè)陲L(fēng)力發(fā)電技術(shù)方面致以更大的關(guān)注，經(jīng)過很多研究者的經(jīng)驗(yàn)累積，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用變得大勢(shì)所趨。風(fēng)力發(fā)電清潔無污染，采用度高，符合當(dāng)下強(qiáng)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，研究發(fā)展的方向跟人們的生活息息相關(guān)。風(fēng)電系統(tǒng)是新能源技術(shù)中比較完善，也是最具研發(fā)優(yōu)勢(shì)和大好前途的發(fā)電方式之一，全球很多國家，尤其是那些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國，更加重視能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和治理環(huán)境污染方面，風(fēng)電的出現(xiàn)則滿足了他們的要求。

1 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的背景及意義

1.1 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的背景

目前，我國已統(tǒng)計(jì)出風(fēng)能資源大概有3226GW，可利用資源占有約253GW，大多分布在遼闊的草原、戈壁以及沿海地區(qū)和海上島嶼。近年來，我國提倡低碳生活，在資源應(yīng)用方面積極主動(dòng)開發(fā)節(jié)能環(huán)保自然資源。風(fēng)做為大自然的一員，其風(fēng)力產(chǎn)生的能源不可忽視，而且這種可再生能源，循環(huán)利用程度相對(duì)較高，所以利用風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)也隨之受到社會(huì)注重。全世界的發(fā)展都受到了能源問題以及環(huán)境問題的制約，所以對(duì)于新能源的開發(fā)和利用成為了當(dāng)今世界非常關(guān)注的一個(gè)領(lǐng)域。其中，風(fēng)能作為一種綠色無污染能源，正受到世界各國的重視并且大力發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)更是在這樣的一個(gè)背景下發(fā)展的越來越快，并且越來越成熟。

1.2 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的意義

在這大環(huán)境中，雖然風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分為恒速恒頻和變速恒頻兩類風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)，但是就現(xiàn)在來說，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)有著美好未來。恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)采用同步電機(jī)或鼠籠式異步電機(jī)以作發(fā)電機(jī)，使用定槳距失速控制的風(fēng)輪機(jī)在發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保持上恒定數(shù)值來確保發(fā)電機(jī)端輸出的電壓頻率和幅值恒定，由于較小的運(yùn)行范圍，風(fēng)能的捕捉力度跟風(fēng)速相關(guān)，導(dǎo)致發(fā)電量不高。變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)一般使用永磁同步電機(jī)或雙饋電機(jī)，變槳距控制風(fēng)輪機(jī)讓整體系統(tǒng)處在盡可能大的速度范圍里按最佳效率發(fā)揮作用。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)日益完善，變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)也得到廣泛認(rèn)可，投入使用。

2 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的趨勢(shì)

變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)領(lǐng)域有著創(chuàng)新之處，其主要特點(diǎn)是風(fēng)輪機(jī)以變速恒頻運(yùn)行。而要構(gòu)成變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)則需將調(diào)速系統(tǒng)與變槳距調(diào)節(jié)技術(shù)環(huán)節(jié)有效結(jié)合起來。其中調(diào)節(jié)的方式有：?jiǎn)?dòng)時(shí)要根據(jù)調(diào)節(jié)槳距來使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速；并網(wǎng)后要在額定風(fēng)速下，調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速隨著風(fēng)速變化，找好最佳葉尖速比來得到更多風(fēng)能資源；在額定風(fēng)速之上，需要失速與槳距雙重調(diào)節(jié)、減少槳距調(diào)節(jié)的連番動(dòng)作，控制著風(fēng)力機(jī)取得的能量，以求得發(fā)電機(jī)功率輸出的穩(wěn)定和最佳動(dòng)態(tài)特性，增強(qiáng)傳動(dòng)系統(tǒng)的柔性。這樣調(diào)節(jié)方式是研究未來風(fēng)電技術(shù)發(fā)展的最優(yōu)化方式。

雙饋電機(jī)的構(gòu)造在風(fēng)電領(lǐng)域中較為普遍，它的定子和轉(zhuǎn)子按照對(duì)稱三相繞組的方式放置，其極數(shù)要一致。

相對(duì)來說，變速恒頻系統(tǒng)較之恒速系統(tǒng)，風(fēng)電轉(zhuǎn)換設(shè)備要相對(duì)繁瑣，精密而要價(jià)高，但是其所用成本并不大，因而大力發(fā)展該系統(tǒng)技術(shù)將會(huì)是今后風(fēng)力發(fā)電的必然趨勢(shì)。

3 變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

華創(chuàng)風(fēng)能是中國大唐集團(tuán)公司所屬大型風(fēng)力發(fā)電設(shè)備制造企業(yè)。近年來，華創(chuàng)風(fēng)能致力研究設(shè)計(jì)開發(fā)這一環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品生產(chǎn)方面有所倚重，信息咨詢和售后服務(wù)也很看重，逐漸將企業(yè)打造成自主發(fā)展的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)制造中心，所以在變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)方面也有所研究并有著長足發(fā)展。

華創(chuàng)風(fēng)能注重自主創(chuàng)新方面經(jīng)常與風(fēng)能打交道，所以其研發(fā)宗旨是“風(fēng)到 心到 能到”（Winds at our will）。制定著良好的產(chǎn)品戰(zhàn)略，不斷地推陳出新，生產(chǎn)出滿足不同風(fēng)力情況的優(yōu)良產(chǎn)品來投入市場(chǎng)，而新興的變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)則更會(huì)得到他們的青睞，這種技術(shù)的良好發(fā)展，將會(huì)帶來更大的利益。

目前，華創(chuàng)風(fēng)能已建成了以華創(chuàng)風(fēng)能工程技術(shù)研究院為核心的，以打造“中國能”為使命的中國自主風(fēng)電品牌領(lǐng)先者，致力于走在行業(yè)的前端。其在核心技術(shù)上的突破，帶動(dòng)了全系產(chǎn)品的技術(shù)升級(jí)，“兆瓦級(jí)變速恒頻風(fēng)電機(jī)組項(xiàng)目”更是獲得了中國風(fēng)電行業(yè)首個(gè)國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)。

華創(chuàng)風(fēng)能是中國唯一全部掌握直驅(qū)、雙饋、半直驅(qū)三種不同技術(shù)路線并實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、裝機(jī)、并網(wǎng)發(fā)電的企業(yè)。變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)由上風(fēng)向、主動(dòng)變槳、雙饋?zhàn)兯僮儤刂疲梢元?dú)立電動(dòng)變槳。

4 結(jié)束語

近年來，不可再生能源的持續(xù)使用，消耗量越來越大，能源的后續(xù)使用問題日益突出。與此同時(shí)，環(huán)境保護(hù)的問題也引人關(guān)注。于是，世界各國把新能源的開發(fā)關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)移到可再生能源。風(fēng)力發(fā)電作為一種可再生能源，所具有的開發(fā)潛力相對(duì)較大，優(yōu)勢(shì)明顯，而且風(fēng)力發(fā)電不會(huì)污染生存環(huán)境，在技術(shù)條件滿足時(shí)能獲取更大效益，這種特性促使著風(fēng)力發(fā)電在發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域逐漸起著主導(dǎo)作用。目前對(duì)大型兆瓦級(jí)變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的開發(fā)變成了世界風(fēng)電領(lǐng)域研究的主流，而變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用在很大程度上為此課題作出了貢獻(xiàn)，從而針對(duì)以往傳統(tǒng)常規(guī)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有的一些關(guān)鍵性技術(shù)能夠順利解決，與這些顯著的優(yōu)勢(shì)不可分割。近二十年來，在風(fēng)力發(fā)電的變頻技術(shù)上取得了許多非常有意義的成果，我國在變頻器的產(chǎn)業(yè)化上也取得了很大的進(jìn)展。相信變速恒頻雙饋風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在以后相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)扮演著非常重要的角色。

參考文獻(xiàn)

[1] 武磊.變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)功率控制法的研究[D].天津理工大學(xué)，2010.

[2]高樂.雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].湖南大學(xué)，2010.

作者簡(jiǎn)介

王賀（1984-），男，新疆維吾爾自治區(qū)人。大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)供職于天源科創(chuàng)風(fēng)電技術(shù)有限責(zé)任公司，從事研究BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用等工作。

作者單位

1.華北電力大學(xué) 北京市 102206

2.天源科創(chuàng)風(fēng)電技術(shù)有限責(zé)任公司 北京市 100176