風(fēng)電峰觀察：作者當(dāng)年寫這個(gè)系列的連載時(shí)，正處于華銳獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷之時(shí)，身處雙饋陣營(yíng)，難免會(huì)與直驅(qū)廠家出現(xiàn)口舌之爭(zhēng)，頗有俠客之風(fēng)，這正是當(dāng)時(shí)作者的連載吸引我的地方。
該系列的連載主題為討論如何提高風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)鏈效率，并最終引出其“雞尾酒風(fēng)機(jī)”的設(shè)計(jì)理念，但結(jié)合當(dāng)時(shí)行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，主要從發(fā)電性能、可靠性（故障率）的方面，對(duì)雙饋和直驅(qū)進(jìn)行了對(duì)比分析。
考慮目前技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，很多內(nèi)容不再轉(zhuǎn)載，有興趣的朋友可以自行關(guān)注“雞尾酒風(fēng)機(jī)”新浪博客。
理想風(fēng)機(jī)——傳動(dòng)鏈效率盡量保持高效，直驅(qū)的呢？
引子1：我一直有個(gè)理想，真正的了解直驅(qū)風(fēng)機(jī)，比直驅(qū)風(fēng)機(jī)廠家的人還懂直驅(qū)。
理想風(fēng)機(jī)的傳動(dòng)鏈效率在任何功率下都盡量高。
傳動(dòng)鏈包括的三個(gè)部件囊括了機(jī)械、電機(jī)、電力電子,要全部弄懂效率，要費(fèi)點(diǎn)勁。
第一部分，滿發(fā)點(diǎn)的額定效率
有用的結(jié)論：
結(jié)論1：額定效率每提高一個(gè)百分點(diǎn)都是很不容易的事情。
結(jié)論2：當(dāng)部件工作于額定點(diǎn)（額定功率）時(shí)，效率大多接近最高效，輸入功率越低，效率也越低。也就是說(shuō)額定風(fēng)速時(shí)，效率基本最高，風(fēng)速越小時(shí)，效率越低。
結(jié)論3：對(duì)任何發(fā)電機(jī)而言，同等功率下，額定轉(zhuǎn)速越低（級(jí)數(shù)越多）的發(fā)電機(jī)，效率越低。
結(jié)論4：直驅(qū)風(fēng)機(jī)傳動(dòng)鏈在額定點(diǎn)的效率小于雙饋風(fēng)機(jī)。
對(duì)于MW級(jí)風(fēng)機(jī)而言，額定效率數(shù)據(jù)（綜合各部件廠家的額定效率數(shù)據(jù)）如下：
綜上所述，傳動(dòng)鏈額定點(diǎn)的整體效率:
雙饋風(fēng)機(jī)=齒輪箱97%*雙饋發(fā)電機(jī)97% =94%。
直驅(qū)永磁風(fēng)機(jī)=直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)95*直驅(qū)變頻器97% =92%
二者差接近2個(gè)百分點(diǎn)。
一個(gè)辟謠：
很多人想當(dāng)然的認(rèn)為，直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)效率會(huì)非常高，高于雙饋發(fā)電機(jī)。
首先，在額定點(diǎn)，任何發(fā)電機(jī)廠家絕對(duì)不敢說(shuō)，其低速永磁發(fā)電機(jī)效率會(huì)高于高速雙饋發(fā)電機(jī)。
其次，在低風(fēng)速非額定點(diǎn)時(shí)，直驅(qū)永磁發(fā)電機(jī)效率高些，有多高？請(qǐng)參考第二部分。
另，效率是和成本掛鉤，如勇猛的加大成本，則電機(jī)效率會(huì)高?，F(xiàn)實(shí)是綜合成本和效率，所有核心部件的額定效率如上表。
如果有人曾經(jīng)看到過(guò)一些高于上表0.5%的數(shù)據(jù)，請(qǐng)忽略它，或者擺出來(lái)，我可以深入說(shuō)點(diǎn)實(shí)情。
傳動(dòng)鏈的額定效率有多大的意義？
1、有，代入額定點(diǎn)的效率數(shù)值，能確定下面效率公式里的系數(shù)。
2、有，如果效率高2%，意味著減少30kW(1.5MW×2%）的損耗，30kW的損耗絕對(duì)會(huì)讓一個(gè)冷卻設(shè)計(jì)人員大傷腦筋。無(wú)論其采用風(fēng)冷還是水冷。30kW大約等于機(jī)艙內(nèi)工業(yè)加熱器的的容量，能加熱機(jī)艙的加熱器總和！
結(jié)論，請(qǐng)盡量提高額定效率！
第二部分，非滿發(fā)點(diǎn)的額定效率
非滿發(fā)點(diǎn)的額定效率更有意思，也更實(shí)用。因?yàn)槲覐奈纯吹侥膫€(gè)中國(guó)人真正花費(fèi)時(shí)間做過(guò)這部分工作，雖然絕大部分整機(jī)廠家都在用Bladed算著功率曲線，業(yè)主也在用整機(jī)廠家提供的功率曲線計(jì)算著收益，計(jì)算著投資回報(bào)，但是除葉片Cp外，Bladed中其它部件帶入（齒輪箱、發(fā)電機(jī)等）的損耗數(shù)據(jù)多是蒙的，或者干脆就不給（比如變頻器）。
各部件效率曲線：
公式的推導(dǎo)很繁瑣，我從沒(méi)見過(guò)國(guó)內(nèi)有人做過(guò)，部件類型眾多，涉及太多的專業(yè)。
所有核心部件的效率公式來(lái)自，Henk Polinder寫于2006 IEEE的《Comparison of Direct-Drive and Geared Generator Co
ncepts for Wind Turbines》。本文的齒輪箱損耗計(jì)算要比Henk好的多。列出來(lái)也沒(méi)幾人能有興趣根據(jù)公式模型計(jì)算，我發(fā)現(xiàn)人都是喜歡結(jié)論，寧肯找出10個(gè)相互矛盾的結(jié)論，也不愿意根據(jù)給出的公式自己進(jìn)行驗(yàn)證。只有真正根據(jù)這些公式計(jì)算時(shí)，才能明白這些公式模型到底不足在哪里，你自然會(huì)啃書本請(qǐng)教人找出你的修正。
那些只給結(jié)論的任何報(bào)告，不給出效率公式（或源自何處的）都可疑，你無(wú)法證偽，這點(diǎn)來(lái)說(shuō)IEEE的論文要好的多。
這些曲線都是我根據(jù)模型公式計(jì)算出來(lái)的，我自信是比較公正的。圖中數(shù)據(jù)基本參照Nordex和金風(fēng)風(fēng)機(jī)77m實(shí)際值（參照不意為著完全一樣，比如我要將葉片弄得基本一致，否則無(wú)法比較）。圖是Matlab生成的，曲線對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可以用尺子量，我對(duì)定量有自信，呵呵。如有人覺得不公正，可以指出，我將解釋。
很多部件的效率或損耗曲線，就是部件制造商也提供不了。
各位看官先睹為快了，我將會(huì)直接給出各部件效率曲線圖，一目了然，圖會(huì)說(shuō)話！
其實(shí)每一部件的效率計(jì)算都可以講一大篇，不過(guò)估計(jì)也沒(méi)人愿意看。
圖1
圖2
圖3
第三部分，結(jié)論
