發電效率是風機最核心的性能，而除去葉片能量捕獲效率高低和智能控制策略的優劣外，機組機械傳動鏈及電氣傳動鏈的不同形式也是導致不同發電系統發電效率有區別的重要因素。 　　
　　一般來說，直驅全功率系統在低功率工況效率較高，雙饋系統在高功率工況效率較高。而遠景推出的雙模風機兼顧直驅全功率和雙饋風機的優勢，并且有最好的風能捕獲優勢，在高風速工況和低風速工況均有較高的發電效率。這是怎么做到的呢？
　　
　　要搞清楚這個問題，需要先了解直驅和雙饋兩種典型發電系統的效率特性，請看下圖。 　　 　　
　　從圖中可以看出：發電系統運行在47%以下額定功率段時，直驅由于沒有齒輪箱損耗，且發電機效率較高，所以具有最好的效率表現。而傳統的雙饋機組在轉速很低時，轉子開口電壓與轉速呈反比關系，而轉子繞組的開口電壓過高會導致變頻器過電壓，因此低速段一般采用恒定轉速運行，這使得在低風速工況風機不能保證最優能力捕獲。另外，雙饋發電機的定子一直與電網連接，電機勵磁損耗恒定，因此較之雙饋風機，直驅風機在低速區間運行時效率較高。
　　
　　然而，在47%額定功率以上的中高風速工況下，情況就發生了反轉。雙饋風機通常只需配置一臺1/3容量的變頻器，而直驅風機采用全功率變頻器，因此同等輸出功率條件下損耗接近雙饋變頻器的3倍。2014年，遠景推出國內首創的2.5MW 雙饋風冷變頻器，正是得益于雙饋變頻器功率低損耗小，風冷設計仍能夠滿足散熱要求。
　　
　　而直驅機型變頻器電氣損耗大大增加，需要水冷設計才能滿足散熱要求，隨之帶來的冷卻系統能耗也增大。 另外，由于沒有齒輪箱，直驅全功率型發電機的額定轉速很低，必須采用多極發電機設計實現大轉矩輸出。目前受電機設計和電磁材料技術的局限，必須通過增大直驅全功率發電機的體積來實現所需要的轉矩輸出。基于經濟性的考慮，通常直驅全功率永磁發電機一般設計的最優效率工作點在額定功率的1/3到1/2，以實現發電機的性價比優化，其結果是發電機在1/3額定功率以上運行時的效率明顯降低。而雙饋電機的電氣損耗隨著功率增大變化較不明顯，甚至勵磁損耗在整個功率段維持恒定不變。因此較之直驅風機，雙饋風機在高風速區間運行時效率更高。
　　
　　雖然兩種發電系統在不同風速期間的表現已經有了定論，但業界更關注的問題是：在低風速風電場，到底哪種技術路線從效率表現的特點上，能夠具有更好的發電量表現，因為這關系到風電場的實際收益。
　　
　　首先要了解的是，風場的風頻呈Weibull分布，實時風速在平均風速上、下的時間占比相當，但由于低風速區域輸出功率低，因此風電場的發電量收益更大程度上依賴中高風速大功率區域。以遠景某真實的典型低風速風場數據為例，全功率效率占優區間年發電量占比為29.5%，雙饋效率占優區間年發電量占比為70.5%。
　　
　　另外，由于葉輪直徑大的風機擁有更優越的發電性能，近年來，風機一直在朝著更大葉輪直徑方向發展，這意味著兩種發電系統效率分界點也在向著更低風速區域移動，而風場的風資源情況不變化，因此隨著葉片長度增加，風機的中高風速工況發電量收益占比會進一步增大。
　　
　　從發電性能表現看，雙饋型發電系統仍比全功率直驅型發電系統更具優勢，且隨著葉輪直徑增大優勢會進一步拉大。
　　
　　了解了直驅和雙饋發電系統各自的優勢，現在請你來看看遠景智能雙模風機技術的優勢到底體現在什么地方？！
　　
　　在傳統雙饋風機的基礎上，遠景雙模風機增加了一種全功率運行的發電模式，故稱作雙模機組，這種獨特的解決方案是基于雙饋和直驅優勢互補的新型發電系統，也就是說，雙模發電系統在低風速段的發電效率僅稍次于直驅型系統，從而在高風速段和低風速段均有優越的發電性能，如下圖所示。 　　 　　
　　需要詳細解釋的是，雙模機組在低風速工況發電機由雙饋電機模式轉變為全功率模式，在此模式下，轉子開口電壓與轉速呈正比關系，由此突破了傳統雙饋機組的運行轉速下限，實現風機在整個風速段的最佳能力捕獲效率。另外，全功率模式下，發電機與電網不直接連接，通過優化的電機勵磁控制方法還能夠大大提高電氣傳動鏈發電效率。
　　
　　由此，在低風速工況和高風速工況采用不同的傳動鏈拓撲形式，配合智能的切換控制算法，依據風場湍流強度等動態風況特征，實時計算切換閾值并調整切換模式，實現風能的最優捕獲。
　　
　　下兩幅圖為兩種工作模式的能量流動示意圖和兩種工作模式的切換圖。在低風速、小功率段所有能量均通過變頻器傳送至電網，變頻器做全功率變頻器運行。
在高風速、大功率段變頻器仍做部分容量變頻器運行。 　　 　　 　　
　　接下來還是用事實說話，以遠景某款低風速風機產品為例，理論功率曲線提升情況如下圖所示。 　　 　　
　　值得提醒的是，采用雙模技術的風機可運行時間被大幅提高，現場運行效果明顯：在風速特別低的時候，幾乎所有的雙饋風機都小風停機，但是經過雙模改造的風機仍然持續運行發電。
　　
　　再看一組數據對比吧！下圖是國內某風場的運行統計數據圖，其中WTG_25為遠景智能雙模機組（其他為普通雙饋機組）。你看，雙模機組能夠顯著提高低風速段的發電量。 　　 　　
　　看完理論分析和實際運行數據，相信你已經明白了，雙饋機組在高風速工況有更大的優勢，而全功率型機組在低風速工況下有更高的發電效率，遠景雙模機組結合兩者之長，在低風速工況采用全功率模式，在高風速工況采用雙饋模式，從而實現全局的發電效率最優。
　　
　　除了針對低風速、高風速工況切換不同運行模式的優勢外，遠景雙模機組的另一個創新之處體現在一體化的集成優化設計，遠景作為整機廠商及有變頻器研發生產能力的公司，能夠打通變頻器、發電機、齒輪箱等硬件系統和軟件控制系統，通過與控制集成優化設計，并結合系統載荷和風況特征自適應調整控制策略，實現整體風能的全局最優捕獲。
　　
　　此外，通過優化的電機勵磁控制算法，最大程度的降低電氣傳動鏈能量損耗。“開源節流”，極盡所能，讓風機輸出更多發電量，為客戶創造更多價值。
　　
　　可以說，雙模技術自2012年誕生后，已在多個風場獲得批量應用，從運行數據分析來看，雙模技術改造后，風機的年發電量(AEP)比未改造的雙饋機組最高可提升近2%。 值得分享的是，遠景研發團隊深度挖掘傳統風機運維痛點，通過智能雙模平臺支持電機的電動模式運行，方便了風機安裝調試及輪轂內運維，為未來葉片吊裝降本提供可能，同時降低電氣系統故障排查難度。此外，增加風機的電氣制動模式，降低風機對變槳剎車的高度依賴。你看，遠景智能雙模技術可不只是提升發電量哦！