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新能源应用在中国风生水起 风力发电机技术有待突破

发布时间:2019年7月11日

 

       风光互补发电系统风光互补控制器可以根据用户的用电负荷情况和资源条件进行系统容量的合理配置,即可保证系统供电的可靠性,又可降低发电系统的造价。无论是怎样的环境和怎样的用电要求,风光互补发电系统都可作出最优化的系统设计方案。
  但最初的风光互补发电系统,就是将风力发电机和光伏组件进行简单的组合,因为缺乏详细的数学计算模型,同时系统只用于保证率低的用户,导致使用寿命不长。而目前,推广风光互补发电系统的最大障碍是小型风力发电机的可靠性问题。
  几十年来,小型风力发电机技术有了很大的发展,产业发展也取得了一定的成就,但从根本上说,可靠性问题一直没有得到解决。
  目前最好的小型风力发电机只保留了三个运动部件,一是风轮驱动发电机主轴旋转,二是尾翼驱动风机的机头偏航,三是为大风限速保护而设的运动部件。前两个运动部件的不可缺少的,这也是风力发电机的基础,实践中这两个运动部件故障率并不高,主要是限速保护机构损坏的情况多。要彻底解决小型风力发电机的可靠性问题必须在限速方式上有最好的解决方法。
现在全世界的风力和太阳能光伏发电的发展速度都是相当地快,中国也紧跟其后。
从600KW到1.5MW、2.0MW风机在中国风电市场只花了短短的几年时间,而如今2.5MW、3.6MW和5MW风机也正在火热研发中。2013年,随着政策鼓励以及人们节能环保意识提高的推动,相信风电这个市场将继续保持飞速发展。
在未来,从风电来看,提高单机功率是个趋势,尤其离岸和潮汐带的风力资源决定需要大功率风机,以提高资源利用率。这就需要更大电流、更高电压的功率半导体器件,主要是高压大电流的IGBT模块和功率组件Stack。
由于风电是一种极其不稳定的能源,作为风能的变换和控制关键器件,IGBT模块会承受功率和温度的频繁变化,这会使得IGBT寿命缩短。在IEC60747定义了相关寿命参数,即功率周次和温度周次,这是IGBT模块的重要可靠性指标。
对于风电和太阳能,风光互补控制器、变流器的寿命,以及平均无故障时间很重要,这是由器件和系统设计决定的,一般的平均设计寿命要求在20年以上。风电系统对环境适应性要求高,如极端气温条件、沿海地带、高海拔地区等。当然转换效率也是十分重要的,直接关系到电厂的盈利。
中国独特的地理环境造就这里四季丰富的光照、海风和潮汐等资源,给发展绿色能源提供先天条件。目前,武汉正争取成为世界级农村地区可再生能源应用示范地区,到2014年,新能源利用容量达400兆瓦,新能源消费比例占全部能源使用量的1.5%以上。

  新能源,正在中国这片地广物博的土地上风生水起。

 



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