新一代全功率变流器:让风机持续运转

经过近两年的全面研发努力,我们已准备推出新一代全功率变流器。该研发项目的目标是确保风机持续运行、向电网提供高品质的可靠电能,同时消除因技术故障造成的风机跳闸或停转问题。新型变流器的设计可承受恶劣环境。在众多全新的优点中,可靠性至关重要,因为这是全球风能产业客户最关注的方面。

通过与一家重要客户的密切合作,斯维奇研发团队开始为日渐成熟的风能产业开发新一代全功率变流器,通过重新定义其应用范畴而满足更严格的规范要求。

斯维奇研发经理Alpo Vallinmaki表示:“我对这一新开发项目的成就深感自豪。我们首先分析客户需求,然后将项目细分,最后项目被细分至超过14个关键小项。

更高的可靠性,持续的发电能力

大多数技术改进都使可靠性以及电气/热性能实现了提升,同时也提高了可用性和可维护性。作为风能专业人员关注的一项重要性能指标,风机利用率已成为 大力促进新型平台设计的推动因素。发电性能现已达到甚至超越了最严格的标准。对于客户而言,这不仅远远超过了最低要求,而且不存在过度设计的问题。

另一个新特性是:该系统将在所有支持资源的限制范围内持续产出最大电能。例如,如果缺少冷却剂,全功率变流器可与风机控制器进行交互,在任何给定的条件下调整生产,继续发挥最大产能,而不是跳闸或完全停机。这一特性对于风机制造商,特别是风电场业主而言极为重要。

新一代全功率变流器可在冷却液温度最高50℃的条件下达到额定输出功率。事实上,该装置在输入冷却液温度最高55℃的情况下,如果由机载专用功能控制,能够将输出功率降幅减少到最低限度。

“我们可以自动控制最大功率以匹配冷却功率。但这种方法并不适合,因为整个系统都会为了避免过载而启动。换句话说,变流器能够自行确定何时即将超限。所以它会让风机减少极距,调节风力发电量。” Alpo解释道。

斯维奇- 全功率变流器

很多方面的性能都得到了改进

新型变流器的性能已通过大量改进设计得以提升,而且所有性能都已在全面、深入的测试中进行了验证。

故障穿越性能现已达到最严格的标准要求。谐波性能也得到了改善。硬件和控制经过改进后,已符合发达国家的现行标准。

此外,热性能也已达到前所未有的水平。我们已经对冷却系统和内部空气循环系统进行了全面的研究。新型变流器具有更佳的内部部件冷却能力。现在,只需按照维护计划上简单的措施就能更轻松地完成冷却液过滤系统的维护。

可维护性和可用性更为理想,为可靠性提供了有力的支持。在以前的设计中,冷却过滤器的维护、清洁或者更换都很难。新系统已针对未来的需求进行设计,包括环境友好性。目前该变流器还配有截止阀和排放阀,这样在维护过程中就能收集并回收液体,而不是溅洒在地面上。

发电机接收的波形更合理,由此可提高网侧连接性能。更低的峰值可匹配客户的设计目标。

DU/DT滤波器采用完全液冷方式,结构更为紧凑,而且以后还可进一步缩小变流器的尺寸。更完善的热管理器技术也使得变流器外壳内部产生的热量更少。变流器系统中的设备也可减少热应力。换言之,这种改进可降低其他部件的温度,最终实现更高的可靠性和利用率。


为客户创造更大价值

“我们的目标是深入理解变流器在电气与热方面的最大性能潜力。现在我们已经知道了哪些能实现,哪些不能实现——我们可以让客户了解事实。” Alpo说道:

“防止风电场中的风机停转,这就是我们开发这一新型全功率变流器平台的驱动力之一。这种平台中的众多新特性和改进方面显而易见:不论在哪里采用先进的斯维 奇变流器技术,只要风机不停运转,就可以持续不断地产生电能。”他继续解释道:”为了提高风机的产能,我们已开发出众多全新的方案。变流器可监控所有关键 的工作参数并将相关信息与指令发送给风机控制器,以便采取充分的故障应对措施。”

因此,现在的变流器性能更可靠,在定期维护之前能够不断产出电能。即使在需要维护时,也能显著简化和加快维护工作。

变流器在出厂之前已经过全面的测试和组装。由于变流器内部集成了动态电气刹车系统,用户无需进行现场装配,不仅简化了调试,而且提高了可靠性。

客户得到更多的价值,既减少了浪费的时间,又能产出更多电能。

附加的保护特性

Alpo列举了对于客户而言十分关键的保护特性:”我们增加了保险丝,所以即使出现故障,也能够使故障部件与电路安全隔离。尽管我们无法修复故障装 置,但我们能够控制故障的蔓延,防止其继续引起其他损害。如果某个装置出现故障,不必因为电路中的单个部件承受过高应力而更换装置。”

“提到斯维奇的全套传动系统,我们提前完成了整个产品的优化。我们熟知所有特性和参数。我们了解各项性能 – 而且我们能在二者之间调整运行。发电机和变流器能够同时进行优化,因此效率可达到最高水平。”

斯维奇 - 技术热点: 新一代全功率变流器: 让风机持续运转- Alpo Vallin

Alpo Vallinmäki,
斯维奇研发经理

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新一代全功率变流器:让风机持续运转