風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的完整測試解決方案綜述

　　新能源又稱非常規(guī)能源，是指傳統(tǒng)能源之外的各種能源形式，如太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、海洋能、生物質(zhì)能和核聚變能等。目前我國新能源利用技術(shù)已經(jīng)取得了長足進展，并在各地形成了一定的規(guī)模，尤其在風(fēng)能領(lǐng)域發(fā)展非常迅速。近期國家出臺了新能源發(fā)展規(guī)劃，風(fēng)力發(fā)電作為重點扶持行業(yè)，擁有了更廣闊的發(fā)展前景。

　　風(fēng)能領(lǐng)域概述

　　和其他類型的新能源相比，風(fēng)能的獨特優(yōu)勢使其在新能源開發(fā)利用中備受青睞。

　　其一，儲量大、分布廣。我國探明風(fēng)能理論儲量為32.26×109kW，而可開發(fā)利用的為2.53×109kW，近海可利用風(fēng)能7.5×109kW。我國東南沿海和內(nèi)蒙、新疆、甘肅等東北、西北地區(qū)是最大風(fēng)能資源區(qū)。

　　其二，可利用性強，成本相對低。目前風(fēng)電場造價成本約為8500～9000元/千瓦·時，機組（設(shè)備）占70%左右，基礎(chǔ)設(shè)施占25%，其他占5%。風(fēng)電場運行維護成本費用很低（約占風(fēng)電機組成本的3%～5%），建設(shè)周期短（半年左右）。一旦建成，風(fēng)電場就是一源源不斷的出錢機器。

　　風(fēng)力發(fā)電的技術(shù)核心

　　風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)作為風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域的核心環(huán)節(jié)，技術(shù)進步也是日新月異。目前主要有恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)和變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機系統(tǒng)兩大類。

　　恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般使用同步電機或者鼠籠式異步電機，通過定槳距失速控制的風(fēng)輪機使發(fā)電機的轉(zhuǎn)速保持在恒定的數(shù)值，從而保證發(fā)電機端輸出電壓的頻率和幅值恒定，其運行范圍比較窄，只能在一定風(fēng)速下捕獲風(fēng)能，發(fā)電效率較低。

　　變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般采用永磁同步電機或者雙饋電機作為發(fā)電機，通過變槳距控制風(fēng)輪，使整個系統(tǒng)在很大的速度范圍內(nèi)按照最高的效率運行，這是目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展方向。對于風(fēng)機來說，其調(diào)速范圍一般在同步速的50%～150%之間，如果采用普通鼠籠異步電機系統(tǒng)或者永磁同步電機系統(tǒng)，變頻器的容量要求與所拖動的發(fā)電機容量相當(dāng)，非常不經(jīng)濟。雙饋異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)定子和電網(wǎng)直接相連接，轉(zhuǎn)子和功率變換器相連接，通過變換器的功率僅僅是轉(zhuǎn)差功率，這是各種傳動系統(tǒng)中效率比較高的，該結(jié)構(gòu)適合于調(diào)速范圍不寬的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，尤其是大中容量的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)。

　　采用繞線異步電機作為發(fā)電機并對其轉(zhuǎn)子電流進行控制，是變速恒頻異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的主要實現(xiàn)形式之一。主要的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括交流勵磁控制、轉(zhuǎn)子斬波調(diào)阻以及由上述兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)合發(fā)展而來的混合結(jié)構(gòu)。

　　1 交流勵磁結(jié)構(gòu)

　　交流勵磁控制通過變頻裝置向轉(zhuǎn)子提供三相滑差頻率的電流進行勵磁，這種方式的變頻裝置通常使用交交變頻器，矩陣變換器或交直交變頻器。

　　2 斬波調(diào)阻結(jié)構(gòu)