以下為演講實錄：

 

　　很高興能夠在這里為各位專家介紹我們提出的風力發電的方式。我的題目是《直接并網型勵磁式風力發電系統》

 

　　它是傳統的發電機，因為風不太穩，所以沒有辦法讓勵慈式同步發電機一直穩定在同一個速度。因為勵磁式同步發電機是傳統的風機，它有很大的優點，我們為了客戶這個轉軸不能恒速的問題，我們后面創了一個伺服電機，伺服電機有很多功能，第一個可以維持傳動軸在恒速，就是和電網同頻、同向，另外扮演功率的Buffer（音）另外扮演功率的感測器。之前傳動軸沒辦法控制到一個風穩不穩，沒辦法讓整個軸維持恒速，所以發展直驅的永磁式發電機。

 

　　如果我們能夠克服這個問題，這樣的系統有什么樣的優點？剛才一直談電網，早上談到主軸傳動軸的問題，如果傳動軸是維持在恒速的話，其實對于傳動軸的壽命和穩定有很大的幫助。另外勵磁式同步機很容易高壓，本身就是傳統發電機，可能出是25KV或者是33KV，有電力電子的話像永磁很可能是695或者是1100多，一下子33KV是它的幾十，所以它的整個體積、壽命都有很大的優勢。從早上講的傳動軸，并網的穩定度，這個很容易高壓。

 

　　接下來就對這個系統怎么運作做一個簡單的介紹，因為我們這個系統也花了十幾年了，從提出來到現在大概有十一二年了，因為它是一個新的東西，所以對于所有的電路和系統都是自己設計的，所以花了很多時間在這個系統。比如最大功率追蹤比如啟動切力、還有并網前做定電壓的控制策略，我怎么做鎖頻、鎖相以及并網后功因修正控制策略，還有低電壓穿越及孤島效應，另外一個我們對這個系統遠端的監控也做了一些探討，發電機之回路和傳動軸轉速及穩定度控制，早上講傳動軸，那傳動軸如果以穩定的恒速來運作對于傳動軸的壽命各方面都有幫助，第十點就是電網的穩定度，這是傳統發電機對于電網的穩定度也一些幫助，相關葉片，因為我們的工作是恒速，和之前兩個不太一樣，等一下會說明，我們對這三個系統做一個比較，直接并網型勵磁式還有永磁式到底有什么不一樣，我們會做一下比較。

 

　　做一個簡單的介紹。

 

　　這是我們在實驗室做的。這是整個工作的狀態，第一個階段做啟動、下面這一條是做馬達的功率，這一段做定電壓控制，馬達輔助系統穩壓，第四個區域鎖相了以后并路電網，并路電網以后還是維持出功率。

 

　　做追蹤控制策略。用了一個很巧妙的地方馬達出多少力，我把馬達回收回去給勵磁式發電機，比如現在馬達出一點力，因為能量要平衡，這里有風力，然后馬達的功率然后還有發電機的率。有一個控制回路，馬達輸出的功率回磁里，怎么讓它回磁里？回收回去給發電機的功率，那么發電機花多一點力或者輕一點，功率發多一點或者少一點，來維持這套功率的追蹤，馬達幾乎不用處理。風在變化的時候，風力比較大，發電機花的力就比較多。

 

　　這是啟動控制的策略。這些細節如果有興趣的話再跟我交流，我也是在所有階段當中都不需要馬達出力。下班還是馬達的power幾乎是不出功的。

 

　　并網之前先定電壓。

 

　　怎么去并網？我們要控制馬達，讓它傳動軸的頻率和相位跟電網一樣，其實是有一點難度，就是怎么讓發電機的相位頻率同步是有一定的難度。當然我們在這里也花了很多時間，這是一些細節，有時間再來互動，就是在這里怎么控制傳動軸的頻率和相位。實驗出來之后，傳動軸的轉速波動，傳動軸的轉速非常穩。這樣對傳動軸是穩的，對于主軸各方面，一個車很穩的對于整個機構里講甚至于對于塔架來講都是很大的優點。

 

　　這是電力系統的穩定度，也是要控制發電機的相位和電網一樣，有一些細節有時間再來互動。

 

　　孤島效應，低電壓穿越的話，在系統就是要穿電阻，在不同的風機功率和電壓在不同的PU情況下，選用不同的電阻值完成這個低電壓穿越功能，所以未來的低電壓穿越要增加很多的成本的。

 

　　實時遠程監控。我們在Windows下有Studio平臺，手機也裝有StudioJava的平臺，用TI的晶片，程序都自己寫，遠端有手機的監控，還有大數據所有的監控數據都可以裝進來。這是我們完成的一些監控的畫面，在這里60赫茲的信號瞬間抓進來的信號是非常多的，我可以遠端來觀察現在并網的。有的時候你要傳輸的時候必須看到并網的效率還有功率，我們都可以馬上傳到電腦，甚至可以傳到手機，我們都可以做到手機監控。所有數據抓進來之后，這個是從啟動到結束的時間，每一段時間都可以來做相關的分析。大數據分析，這是手機部分，遠端就可以監控風機。

 

　　剛才講發電機控制回路傳動軸轉速及穩定度控制。整個控制是很重要的，因為它控制恒速，風進來要發出去的話，有馬達控制它的轉速和相位，然后功率用勵磁式的發電機，功率回路有發電機的勵磁場控制，頻率相位由馬達控制，這樣控制起來會很穩定。永磁同步就不一樣了，一樣要把能量抓進來，可是它又要控制它的轉速，風又在變，那你抽出的功率又要維持恒速或者是變速的話，只有控制一個輸入然后完成兩個輸出的目的，沒辦法完成很好的情況速度就會變，風的功率和你抽出來的功率不一樣的時候，功率在哪里？加減速或者是傳動軸的加減速，所以就會造成振動、噪音，所以傳動軸的壽命就會變短。我的系統不是，也是直接并網，可是直接并網也要看到輸出的功率，剛才講能量要守恒，進來的風的功率那你出去的功率，雙控制它的轉子，可是控制精準會很困難，有一點像異步馬達，異步馬達控制很準確的速率是很困難，因為有一個滑擦，那就控制不準，控制不準的時候會怎么樣？傳動軸就會振動、噪音，輸出的電力品質就不好。所以它們都有它們的缺點。我剛才講控制得很容易，所以我的傳動軸也有很大的優勢。

 

　　電網穩定度的分析。因為我之前都只是在自己的系統，比較少接觸電網，我自己聽一聽電網，他們都認為傳統的發電機對電網穩定度控制非常好，而我們這個剛好是傳統發電機。剛才講還有一個電壓、電流，電力電子需要很多電力電桿去濾波的時候，對于整個系統是有很不好的影響，有滑擦又有相位還要濾波，整個振蕩會造成整個電網的穩定度很不好。所以傳統發電機對于電網穩力度是非常好的。

 

　　另外談了很多的工具，你要做這個東西，到了額定的時候控制葉片的角度，你在控制轉速的時候你要付出代價，你這個風機有最大動力，發電機也有最佳工作的點，葉片有最佳工作的點，我的發電機也有最佳工作，所以你的速度在變的時候，永磁為什么有損失，因為它低速，低速的話效率又差，馬達低速的話電壓低，電流就會很大，所以它有它的缺點。第一個就是當風速過載時，可以變螺距的裝置將葉片變槳距至順槳的位置，達到減速或者剎車的功能。之前兩個雙饋和永磁控制速度，葉片的角度不一樣。永磁可以看到它的速度一直變，這是雙饋式的。

 

　　所以永磁在葉片方面可以適當地控制。另外風機的額定到底設置在哪里？塔架、發電機、葉片，到底哪個限制住呢？這三個東西哪一個是瓶頸呢？前面兩個應該都是發電機。勵磁式發電機因為高壓，它的成本很低。所以對于整個系統來講，對于塔架和傳動軸都有很大的好處。剛才也提到永磁的有一些缺點。

 

　　由于時間關系，我就介紹到這里，如果有興趣的我們可以再進一步互動，歡迎有興趣的可以再跟我交流，謝謝大家。

 

　　（內容來自現場速記，未經本人審核）