變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術的創(chuàng)新應用

摘 要 變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術在風電領域是一種新型風電技術，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力資源，產生更多風能，供電量會相應增加。新技術產品投入市場，會取得更多利潤，而在社會生活中也有著明顯的實用性。

【關鍵詞】變速恒頻 雙饋電機 風力發(fā)電技術

風力資源的豐富儲量和可再生特性促使著人們在風力發(fā)電技術方面致以更大的關注，經過很多研究者的經驗累積，變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術的創(chuàng)新應用變得大勢所趨。風力發(fā)電清潔無污染，采用度高，符合當下強調的可持續(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。風電系統(tǒng)是新能源技術中比較完善，也是最具研發(fā)優(yōu)勢和大好前途的發(fā)電方式之一，全球很多國家，尤其是那些經濟發(fā)達國，更加重視能源結構調整和治理環(huán)境污染方面，風電的出現則滿足了他們的要求。

1 變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術的背景及意義

1.1 變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術的背景

目前，我國已統(tǒng)計出風能資源大概有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，在資源應用方面積極主動開發(fā)節(jié)能環(huán)保自然資源。風做為大自然的一員，其風力產生的能源不可忽視，而且這種可再生能源，循環(huán)利用程度相對較高，所以利用風力發(fā)電的技術也隨之受到社會注重。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，所以對于新能源的開發(fā)和利用成為了當今世界非常關注的一個領域。其中，風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，風力發(fā)電技術更是在這樣的一個背景下發(fā)展的越來越快，并且越來越成熟。

1.2 變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術的意義

在這大環(huán)境中，雖然風力發(fā)電系統(tǒng)分為恒速恒頻和變速恒頻兩類風力發(fā)電機系統(tǒng)，但是就現在來說，變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術有著美好未來。恒速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)采用同步電機或鼠籠式異步電機以作發(fā)電機，使用定槳距失速控制的風輪機在發(fā)電機的轉速保持上恒定數值來確保發(fā)電機端輸出的電壓頻率和幅值恒定，由于較小的運行范圍，風能的捕捉力度跟風速相關，導致發(fā)電量不高。變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電機一般使用永磁同步電機或雙饋電機，變槳距控制風輪機讓整體系統(tǒng)處在盡可能大的速度范圍里按最佳效率發(fā)揮作用。隨著變頻技術的發(fā)展趨勢，變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)日益完善，變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術也得到廣泛認可，投入使用。

2 變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術的趨勢

變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術在風力發(fā)電系統(tǒng)領域有著創(chuàng)新之處，其主要特點是風輪機以變速恒頻運行。而要構成變速恒頻風力發(fā)電系統(tǒng)則需將調速系統(tǒng)與變槳距調節(jié)技術環(huán)節(jié)有效結合起來。其中調節(jié)的方式有：啟動時要根據調節(jié)槳距來使發(fā)電機轉速；并網后要在額定風速下，調節(jié)發(fā)電機轉矩的轉速隨著風速變化，找好最佳葉尖速比來得到更多風能資源；在額定風速之上，需要失速與槳距雙重調節(jié)、減少槳距調節(jié)的連番動作，控制著風力機取得的能量，以求得發(fā)電機功率輸出的穩(wěn)定和最佳動態(tài)特性，增強傳動系統(tǒng)的柔性。這樣調節(jié)方式是研究未來風電技術發(fā)展的最優(yōu)化方式。

雙饋電機的構造在風電領域中較為普遍，它的定子和轉子按照對稱三相繞組的方式放置，其極數要一致。

相對來說，變速恒頻系統(tǒng)較之恒速系統(tǒng)，風電轉換設備要相對繁瑣，精密而要價高，但是其所用成本并不大，因而大力發(fā)展該系統(tǒng)技術將會是今后風力發(fā)電的必然趨勢。

3 變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術應用實例

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

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

目前，華創(chuàng)風能已建成了以華創(chuàng)風能工程技術研究院為核心的，以打造“中國能”為使命的中國自主風電品牌領先者，致力于走在行業(yè)的前端。其在核心技術上的突破，帶動了全系產品的技術升級，“兆瓦級變速恒頻風電機組項目”更是獲得了中國風電行業(yè)首個國家科學技術進步獎。

華創(chuàng)風能是中國唯一全部掌握直驅、雙饋、半直驅三種不同技術路線并實現生產、裝機、并網發(fā)電的企業(yè)。變速恒頻雙饋風力發(fā)電機由上風向、主動變槳、雙饋變速變槳控制，可以獨立電動變槳。

4 結束語

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，環(huán)境保護的問題也引人關注。于是，世界各國把新能源的開發(fā)關注點轉移到可再生能源。風力發(fā)電作為一種可再生能源，所具有的開發(fā)潛力相對較大，優(yōu)勢明顯，而且風力發(fā)電不會污染生存環(huán)境，在技術條件滿足時能獲取更大效益，這種特性促使著風力發(fā)電在發(fā)電技術領域逐漸起著主導作用。目前對大型兆瓦級變速恒頻風力發(fā)電機組的開發(fā)變成了世界風電領域研究的主流，而變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術的創(chuàng)新應用在很大程度上為此課題作出了貢獻，從而針對以往傳統(tǒng)常規(guī)風力發(fā)電系統(tǒng)具有的一些關鍵性技術能夠順利解決，與這些顯著的優(yōu)勢不可分割。近二十年來，在風力發(fā)電的變頻技術上取得了許多非常有意義的成果，我國在變頻器的產業(yè)化上也取得了很大的進展。相信變速恒頻雙饋風力發(fā)電技術在以后相當長的一段時間內扮演著非常重要的角色。

參考文獻

[1] 武磊.變速恒頻雙饋異步風力發(fā)電機動態(tài)功率控制法的研究[D].天津理工大學，2010.

[2]高樂.雙饋感應風力發(fā)電機控制系統(tǒng)關鍵技術研究[D].湖南大學，2010.

作者簡介

王賀（1984-），男，新疆維吾爾自治區(qū)人。大學本科學歷。現供職于天源科創(chuàng)風電技術有限責任公司，從事研究BP神經網絡在風電行業(yè)的應用等工作。

作者單位

1.華北電力大學 北京市 102206

2.天源科創(chuàng)風電技術有限責任公司 北京市 100176