卡特蓄电池风力发电机组设备优化选型的分析

摘要：风电场建造中风力发电机组设备的出资在建造出资中占有相当大的比重，因而，风力发电机组选型是风电场建造至关重要的问题。风力发电机组选型的合适与否直接关系到项目的出资效益，乃至关系到项目出资的胜败。因而，优选出技能经济条件最好的风力发电机组是构成一个优异风电场的根底。

要害词：风力发电机组；选型；技能经济

1导言

在特定风能资源情况下，为了取得最佳的出资收益，须注重风力发电机组的选型，因为它关系到风电场的年发电量、总出资和投产后的运转保护本钱。现在国内风机产品还未形成标准化，不同厂家出产的产品，其技能类型、单机容量等首要技能方针差异较大，给风机选型工作带来了不可确认性。风电设备选型时首要技能经济方针的精确和有用评价，对风电项目出资行为起着至关重要的作用。

2 风电机组机型开始挑选

依据风电场风能资源条件、风况特征以及风电场所在区域的特别情况，结合行业要求、电网要求、国内外风电机组的制作水平、技能老练程度、运转业绩、设备制作的可行性等进行风电场机组型式挑选。风电机组选型原则上要满意以下要求：

（1）单机容量规模挑选。现在国际规模内的路优势机和海优势机组平均单机容量已挨近6-8MW，国内3.0～5.0MW级的风力发电机组成为现在的干流机型，为习惯各种风况条件，在机型方面又细分为中低风速区型、内陆型和高风速区型机组。机组选型应结合风电市场近年来的发展趋势，归纳考虑现在国内外风力发电机组的制作水平、技能老练程度、实际运转情况、价格水平和施工机械的吊装才能等要素，来开始选用合理的单机容量规模。

（2）满意安全等级要求。依据风电场场区年平均风速、50年一遇最大风速和湍流强度成果，风电机组应满意安全等级要求。

（3）满意场址区特别环境、气候等条件要求。依据风电场区域的极端最低气温、覆冰、雷暴等天气情况，选出合适风电场的机型。

（4）满意工程进度保证，所选风电机组出产企业要具有足够的产能，以满意风电场的装置进度要求，以保证项目的建造进度。

（5）考虑风电机组出产企业实力等情况。风力发电机组出产企业的情况，直接影响机组的性能、质量等多项方针。在选型时需对机组出产企业情况进行调查，包括出产企业实力，业绩、产品产量、出售情况和品种、出产企业是否经过质量管理体系认证等。

（6）考虑风力发电机组产品的特别要求。关于各个风力发电机组出产企业来说，其机型除了满意国家标准以外，还有自己的设计约束条件。针对以上情况，应确认逐台机位的合适机型。

3 风电机组设备优化选型

3.1 双馈型和直驱型风电机组差异

双馈型、直驱型技能道路的差异首要集中在发电机、变频器、齿轮箱等风机首要部件，本质差异在于双馈型带齿轮箱，直驱型不带齿轮箱。双馈型与直驱型风机优缺点比照见表1。

表1 双馈型风机与直驱型风机优缺点比照

类别	双馈型风机	直驱型风机
结构	有齿轮箱，保护本钱高	无齿轮箱
操控	操控回路多，操控较杂乱，但操控灵活	操控回路少，操控简略，但精度要求更高
噪音	噪音大	噪音低
电机品种	电励磁	永磁，设计时要考虑永磁体退磁问题
切入风速	切入风速高	切入风速低
变流器容量	全功率的1/3	全功率
电机造价	低/小/轻	高/大/重
电网电压	电机侧电流敏捷上升	电流维持安稳，
骤降的影响	电机扭矩敏捷增大	扭矩坚持不变

(1)发电机：双馈型风机选用双馈式异步发电机，其技能老练可靠，本钱低、重量轻、易保护；直驱型风机选用低速多极发电机，磁极数多、转数低、体积和重量大，对轴承等转动部件要求高。(2)变频器：双馈型风机中仅有转差功率经过变频器，变频器容量小，价格低；直驱型风机选用全功率变频器，容量大，价格较贵。(3)齿轮箱：双馈型风机选用齿轮箱将风轮转速升高，进步发电机效率，但是作为高速运转部件，齿轮箱存在磨损、漏油等危险，是双馈型风机最大的毛病点；直驱型风机无齿轮箱，风轮直接带动发电机转子旋转，无齿轮箱机械毛病，但风轮与发电机直接衔接添加了叶片的冲击载荷。

3.2 设备选型要害要素

在风电场开发过程中，风电机组设备选型易遭到风资源、水文气象、地势地貌、交通运输、吊装等条件的制约。为满意风电场开发的技能要求，挑选设计合理、发电效率高、质量安稳的风力发电机组，需求考虑如下要素。

（1）依据风况和安全要求，挑选契合当地风资源情况的风电机组，如挑选轮毂高度较高、叶片较长的机型，以尽可能获取更多风能。

(2)在考虑安全及运输、吊装技要求下选较大容量机型，以减少风电机组数量及用土地面积。(3)挑选额定风速较低的机型。

(4)归纳考虑风电机组报价，挑选性价比高的机组。

(5)考虑风电机组装配和首要部件出产厂家情况。

(6)特别情况考虑，如飓风、防腐蚀、防盐雾、高温、冰冻等。

针对电网接收才能较好的中东部、南边区域等低风速区域陆优势电及对防腐蚀、防盐雾、抗飓风要求更高的海优势电，设备选型时要考虑有实力、信誉好的设备制作商及技能老练、经受过必定时间检测的机型，发电机、齿轮箱、轴承等要害部件应考虑配套国外进口设备，进步风电设备安全可靠性和设备可使用率，完善风机监控体系配置。

3.3 直驱和双馈设备选型特色比照

直驱和双馈设备选型特色比照如下：

(1)发电量：从低风速区域运转情况看，直驱型风机转速规模宽，低风速下发电量具有必定优势，更适和低风速区域。(2)风机本钱：直驱型风机省去了齿轮箱本钱，但其发电机和变频器均较双馈型风机愈加贵重。(3)电能质量：直驱 型风机选用的变频器产生谐波较双馈型风机大。但直驱型风机选用同步发电机，双馈型选用异步发电机，因而直驱型风机更能习惯 电网要求。(4)机组安全：电网毛病时，双馈型风机可提供更 高的电流才能，更有利于发动过电流保护及毛病清除；直驱型风机全功率变频体系的电流才能基本被约束在2倍额定电流。(5)齿轮箱毛病：受风机特别工况影响，双馈型风机的齿轮箱长时间承受着杂乱且难以操控的交变载荷和瞬态冲击载荷，并经受酷暑严寒和极端温差的自然环境检测。齿轮箱毛病的直接影响便是风机停机时间长、发电损失大、齿轮箱修理及更换费用高。(6)保护本钱：直驱型风机发电机尺寸和重量大，更换保护不便；但变流设备、电控设备等易损件都在塔筒底部，且无碳刷和滑环，减少了保护量，进步了可使用率。双馈型风机的机械传动体系部件较为杂乱，单元较多，保护工作量较大，尤其是碳刷和滑环需定期保护。(7)备件耗材：直驱型风机零部件和耗材比双馈型风机少。直驱型风机省去了齿轮箱油循环和过滤、齿轮油冷却、高速刹车片等外围设备的保护及更换齿轮油的费用，一起进步了机组传动链的效率。(8)环境问题：双馈型风机由于配有齿轮箱，存在着漏油等环境污染问题。

4 设备选型对风电场经济效益的影响

风电场开发是一个杂乱的体系工程，项目收益率遭到多种要素影响。在风电上网标杆电价继续下调，弃风形势依然严峻的情况下，风电开发商已从单纯重视初始出资本钱转向更重视风电全生命周期的度电本钱，即降低整体的出资本钱，减少全生命周期运转和保护本钱，一起进步发电量。

在同风电场、同额定功率、同标准叶片条件下，只要一起具有切人风速越低越好、额定风速越低越好、风电机组可使用率越高越好、年均运维本钱越低越好的风电机组才是最优异风电机组，才能进步风电场发电量，添加出资收益。

5 结论

随着风电项目大规模的继续开发，可使用资源越来越少，为了充分使用风资源，机组选型显得尤为重要。作为设计单位，风电机组选型应以安全为条件，效益最大化为方针，从安全等级确认、单机容量初选、机型比选、轮毂高度比选等方面进行分析，选出合适风电场的最优机组，最终进步风能资源的使用效率，进步风电场经济效益。