摘 要:本文介绍了直驱型风电机组的两种技术路线,以及该类型机组与双馈型风电机组的优劣势比较,同时,分析了目
前直驱型风电机组的市场情况。
关键词:直驱;永磁直驱;电励磁直驱;直驱型风电机组;技术路线
0 引言
顾名思义,直驱风电机组所具有的显著特点,是不使用增速齿轮箱而直接驱动。虽常被误解为一种新技术,但它出现的时间与双馈发电机技术难分伯仲,只因长期发展相对缓慢,国情不尽相同,未能成为中国整机企业所选择最多的技术路线。但这并不妨碍它帮助金风科技成为2011 年全国新增整机装机量第一的企业,从而使该技术路线在技术乃至产业方面均表现出了很强的发展能力。事实上,正是由于如金风科技、湘电、东方电气、航天万源等整机企业的拥簇,推动了永磁直驱技术不断地改进、完善,进而获得了开发商企业的认同。[1]
1 直驱型风电机组的优势
在一段时间里,直驱型风电机组在我国受到了较多的关注。其所具有的可靠性强、节省维护费用、全功率
变流和发电量高四大闪光点,明显盖过了天生的劣势。
其中,可靠性高和维护费低两项优势,主要得益于齿轮箱的去除。据业内人士介绍,齿轮箱的可靠性处在风电机组关键零部件中的最低水平,更换齿轮箱的吊装成本和时间成本极高,去除了增速齿轮箱,就相当于去除了最容易出现问题的关键零部件之一。而对齿轮箱的维护工作也较为频繁、复杂,齿轮箱油等维护品的更换成本也较高,去除了齿轮箱,能够最大限度的降低维护费用,同时也减轻了机组运行噪音。这样的优势促使直驱型风电机组更适合于运用在海上风电开发。
除此之外,最受关注的是永磁直驱型风电机组的全功率变流能力,也就是其并网特性。全功率变流器使发电机与电网之间的相互影响减小,因具备较强的电容补偿、低电压穿越能力,从而使其对电网冲击小,电网兼容性高。同时,电网在发生故障时,能够使发电机不受电压瞬变情况的影响,对机组的影响也能降到更低。而电网方面也对直驱型机组持有更多的认可态度,因为直驱型机组所具有的这些特点,对弱电网环境特别重要,能够帮助电网公司最小化电网基础投资。
据有关统计资料显示, 永磁直驱型风电机组的效率比双馈型机组高3%~5%。再加上维修保养所花费的时间低于双馈型机组,从而使其具有更高的发电小时数,发电效率高和发电小时数多两相结合,造就了其更高的发电量。更高的发电量所产生的经济效益,在一定时间内便可弥补直驱型风电机组所具有的更高的产品成本,正是这一点促使直驱型机组与双馈型机组在经济性上“有一拼”,甚至有机构基于这一点认为,直驱型机组对于双馈型机组是一种颠覆性技术,这也正是不少开发商选择直驱型机组的重要原因。[2]
2 直驱型风电机组的劣势
体积大,成本高是直驱永磁型机组较为明显的劣势。其中,体积大主要是由于技术造成的,而成本高更像是一个产业问题。在技术方面,直驱型机组虽然省去了增速箱,但因为其发电机转速低,磁极多,使重量和体积比相同功率的双馈式机组大不少,不但增加了对轴承的技术要求,而且增加了运输难度,最为关键的是,随着风电机组的功率进一步增大,永磁直驱型机组的体积问题将是其向更大型发展所无法绕开的技术障碍。但有专家指出,纵观全球大容量风电机组以及海上风电机组,采用直驱技术路线的公司并不少,因此可以预见,此项技术障碍可以被攻破,在大容量风电机组市场中,双馈与直驱仍将继续同处。