超級雙饋技術：讓你的風場發電量再提升2-3%！

 

中車風電運維市場部部長許雄偉

 

　　平價上網時代臨近，風電市場競爭十分激烈，降本增效是全行業都在思索的課題。這個可以提升風電發電量的技術引起了參會嘉賓們的廣泛興趣。

 

　　國家新政的出臺引領中國風電進入競價時代，對整機商來說，降成本、提升發電量是市場競爭的重要指標。如今行業應對成本壓力的重要途徑有兩個：一是技術創新，提升機組發電性能和可靠性；二是精細管理和模式創新，實現協同共享，降低風機全生命周期度電成本。

 

　　正如習近平主席前不久在院士大會上所講，核心技術是要不來、買不來、討不來的，還得靠自主創新。中車風電也一直在發力技術創新。作為專注于雙饋系統的風電整機商，中車風電1.5MW、2MW、2.5MW、3.6MW系列等所有產品平臺都采用的是雙饋技術。中車風電研發團隊“大膽假設、小心求證”，尋求提升發電量的新思路新技術。歷經一年多時間研究試驗，中車風電優化低風速段雙饋機組效率的解決方案問世——超級雙饋技術。

 

　　超級雙饋技術依據運行風況，通過優化主控與變流器算法，自動改變發電機定子繞組拓撲，實現低風速段最優Cp運行以提升效率，其對雙饋風機性能的優化堪稱超級。具體原理是主控依據風況，控制接觸器柜對發電機定子進行拓撲轉換，小風工況轉換為適合小風工況的星型結構，大風時轉換為適合大風的三角形結構，主控和變頻器根據發電機拓撲自動轉換相應控制算法。

 

　　隨著中國風電開發重心由“三北”地區轉移到中東南部，低風速市場成了行業競相追逐的熱門市場。中車風電多年深耕低風速市場，對低風速領域的雙饋風電機組頗有研究。

 

　　相比直驅機組，雙饋機組在大功率工況發電效率非常高。在大功率工況下，大部分電能由發電機定子直接并網送出，不足20%的電能經變頻器送入電網，這種運行方式使雙饋系統效率極高，具備很高的經濟性。然而雙饋機組在小功率運行下效率較低，主要有兩個原因：一是異步電機存在固有最低并網轉速，使機組在小風時不能實現最優Cp追蹤，不能保證最優能力捕獲，出力較小。二是小功率工況時齒輪箱保持較高的摩擦損耗，并網電壓恒定使雙饋電機鐵耗恒定，變頻器勵磁損耗無法減少，機組損耗占比大。那么，如何優化低風速段雙饋機組的效率？國內外主機廠也有一些相應的研究成果，但都是自己的核心技術。

 

　　中車風電超級雙饋技術主要提升風輪低風速段能量捕獲效率。雙饋系統存在固有最低并網轉速，使機組低風速時不能實現最優Cp追蹤。通過電路拓撲的轉換，降低并網轉速，使小風時段風能捕獲效率增加。同時，降低整機機械傳動鏈摩擦損耗、降低中小功率下發電機-變流器系統電磁損耗。由于損耗降低散熱系統自耗電減少，從而間接提升發電量。

 

　　超級雙饋技術樣機在湖南某風場的掛機運行5個多月，運行非常平穩，沒有發生任何相關故障。風速約3m/s時，并網轉速從約1000降到500rpm，功率由典型的32提升到107kW。初步統計總體發電量提升2——3%，如果一個50MW的風場可研2000h，每年多發約200萬kWh電量！目前系統還在進一步優化，預測還有更加驚艷的表現。

 

　　隨著各主機廠對雙饋技術的理解加深和吃透以及產品的不斷迭代升級，依靠優化控制策略或控制參數提升發電量的幅度已不太明顯。只有通過核心技術創新從根本上提升機組的發電性能，才能實現機組性能提升最大化。

 

　　如今中國風電增速放緩，存量市場將成為新的行業利潤增長點。中車風電超級雙饋技術不僅可以使得新風場的發電量提升，也能通過技改使得存量風場發電量再提升2-3%。

 

　　據中國風能協會數據統計，2017年中國風電新增裝機19.66GW，累積裝機188GW。如果存量風場發電量都提升2-3%，中國風電將發生質的飛躍。

 

　　風機行業常說，“出身決定風機的一生”。作為主機廠，中車風電最了解中車的風機及技術同源機型的出身和基因。在風電后市場中，中車風電有具有雄厚的技術優勢和系統集成能力，很多技改方案在自己的機組上得到了充分驗證，推廣周期較短、效果也很好。中車風電以專業負責的態度，致力于提升風機安全和效能，優化存量風機的運行效率和質量。

 

　　技術創新，降本增效；提增優存，發展兼顧。中車風電厚積薄發，追風不止。