斯维奇推出实现风机效率与能量产出最大化的先进技术

新型传动系统运用了一套全面优化的永磁发电机和全功率变流器,能够从容应对瞬息万变的风速,汲取最大能量并向电网输出高质量的电力。

2009年2月10日芬兰万达电 – 斯维奇,兆瓦级永磁发电机与全功率变流器供应商,其产品广泛适用于风能和其他新能源应用领域,宣布推出能够提高风电设备风能利用率并显著提高产能的先进技术。凭借其创新的传动系统技术,斯维奇计划运用在欧洲和亚洲风电设备方面的成功经验,为其在北美这个新型风机设备发展最快的市场之一扩大影响。斯维奇已在新罕布什尔州哈德森建立了生产基地,完全能够满足北美地区客户在2009年及的今后的需求。

在驾驭风能的竞赛中,风机制造商已经找到了一种理想的传动系统方案,它不仅能够提高产出能量,而且可以有效限制功率损失。凭借在工业传动应用领域的多年经验,斯维奇为风力发电行业开发了一种传动系统,这种系统采用了全面优化的永磁发电机和全功率变流器。这种独一无二的传动系统(斯维奇传动系统TM)能够在整个工作速度范围内单独、精确地控制风机的有功和无功。

“斯维奇传动系统TM不仅能够显著降低成本,而且永磁发电机的部分转速效率也明显超越了常规的双馈或者鼠笼式系统。毫无疑问,这种技术已经成为行业首选,而且在某些工况下,配置我们的永磁发电机与全功率变流器的风机甚至将部分荷载效率提高了20%,达到了更大的能量输出。” 斯维奇总裁兼首席执行官Jukka-Pekka Mäkinen表示。斯维奇传动系统TM的另一个优势是它能够针对具体场所和季节条件自行调整。”

永磁发电机与全功率变流器的特定优势包括:

永磁发电机: 与常规双馈发电机相比,永磁发电机在风力发电行业中有着独特的优势。在额定点上,这种设备通常可达到最高98%的效率。如果用在低速直驱应用场合中,发电机效率不会这么高,但它不用配置变速箱,所以传动系统的总效率依旧非常出色。永磁发电机的真正优势在于部分荷载条件 – 因为风力条件的不稳定性,风机在大多数情况下都处于这一状态。在很宽的转速范围下,永磁发电机的效率都非常高 – 接近100%,从而输出更多的电能。

永磁发电机是一种简单的同步发电机,它的转子无需连接,也不用输入能量。通过磁钢的在转子中的布置实现励磁 – 这是最重要的效率提升因素之一,因为这种设计几乎没有转子损失。借助永磁发电机技术,发电机的运行能够达到最优功率因数,定子侧的损失也可降低到最低限度。永磁发电机不需要配置任何单独的励磁系统,自然能够降低成本、简化系统进而提高系统效率。此外,它不使用滑环,极大降低了维护要求。

由于工作速度范围宽广,该传动系统能够在风机的最优工作点运行。控制功能以最优风机性能曲线为准而且不受传动系统的限制,因此具有更优异的部分荷载率。相反,双馈发电机的转速范围有限,风机无法完全适应现场的实际工作条件。

永磁发电机技术能够轻松满足500 kW至5 MW甚至更高功率的现代风力发电场风机需求。斯维奇已经推出了一系列成功的直驱、中速和高速型永磁发电机产品,深受欧洲、中国以及最近美国原始设备制造商客户的青睐。直驱永磁发电机的磨损部件极少,因此性能最可靠,而高速型永磁发电机采用了传统的三级变速箱,存在可靠性问题。中速传动系统结合了前两者的优点,很可能成为未来风机领先厂商的不二选择。

全功率变流器: 有了全功率变流器,功率因数控制变得轻松如意,这意味着所有电流都能被用来产生有功功率和无功功率。即便是在没有风的情况下,也能实现100%的无功。

斯维奇全功率变流器经过优化设计,融入众多永磁发电机概念。具有轻巧的结构、模块化水冷或空冷电源组,以及可以高度定制的软件,契合各种风机设计与风力条件。坚固的结构设计成就了更出色的故障容错,而故障穿越功能更确保了出众的电网兼容性能。与传统的变流器不同,斯维奇全功率变流器对电网中的变化并不敏感,能够轻松适应瞬息万变的工作条件。

此外,稳健的网侧变流器能够在较低的电网要求下实现最高性能水平,因此可确保稳定输出高质量的电力。例如,这种变流器可确保达到IEEE 519的低谐波要求,因此闪烁极低。这也使风机安装场地的选择更为灵活。