2021年10月17日-20日，2021北京國際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度最大的盛會(huì)之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時(shí)四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場以及關(guān)于“國際成熟風(fēng)電市場發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國際新興風(fēng)電市場發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個(gè)分論壇。能見App全程直播本次大會(huì)。

　　

　　在19日下午召開的中小型風(fēng)能設(shè)備行業(yè)發(fā)展研討會(huì)上，合肥為民電源有限公司總經(jīng)理張為民發(fā)表了《小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組用并網(wǎng)控制逆變器及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》的主題發(fā)言。

　　

　　張為民：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家、各位同仁大家下午好，今天有幸給大家匯報(bào)，內(nèi)容是小型風(fēng)力發(fā)展機(jī)組并網(wǎng)控制逆變轉(zhuǎn)其標(biāo)準(zhǔn)。隨著碳中和的推進(jìn)，過去小風(fēng)電主要在離網(wǎng)上面運(yùn)行，極大的限制了他的應(yīng)用和大力推廣，光伏也是隨著并網(wǎng)的發(fā)展，才有了大幅度上升的提高。隨著并網(wǎng)的推進(jìn)，發(fā)展的趨勢也將是更好的發(fā)展階段。

　　

　　簡單介紹一下我公司，成立于2005年，專注于小型風(fēng)力發(fā)電控制器、逆變器。這個(gè)期間看到很多企業(yè)已經(jīng)改行了，我們依然堅(jiān)持，堅(jiān)持對(duì)小型風(fēng)電控制器、逆變器以及解決方案，也參與國家標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)明專利是使用信息實(shí)現(xiàn)，這是我們再次參與的一些國家標(biāo)準(zhǔn)，起草小型工業(yè)化的逆變器、發(fā)電機(jī)，還起草了離網(wǎng)逆變轉(zhuǎn)，并網(wǎng)控制逆變器正在起草，也希望跟大家一起合作。   

　　

　　通過互補(bǔ)系統(tǒng)，小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電機(jī)，這些標(biāo)準(zhǔn)修建我們基本上都在參與，我們也希望同行們一起來推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，讓它更健全、更有助于我們行業(yè)的健康發(fā)展，避免我們行業(yè)進(jìn)入了一個(gè)惡性競爭。我現(xiàn)在先介紹一下小型風(fēng)電的應(yīng)用場景，大家在做技術(shù)也知道，田埂地頭、甚至住宅附近都適用小型風(fēng)電，大風(fēng)電雖然現(xiàn)在度電成本很好，但是由于大風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)條件，以及道路安裝還有風(fēng)資源各種場所的要求比較高。所以小風(fēng)電有它自己的應(yīng)用領(lǐng)域，所以大風(fēng)機(jī)有大風(fēng)機(jī)的架子，一定會(huì)有小風(fēng)機(jī)自身的發(fā)展市場。

　　

　　這個(gè)是我們控制逆變器的系統(tǒng)解決方案結(jié)構(gòu)圖，前面是機(jī)組，中間是控制逆變器，控制逆變器、控制往大風(fēng)機(jī)叫這個(gè)機(jī)側(cè)整流，機(jī)側(cè)變流，網(wǎng)線變流等細(xì)分，這四個(gè)部分集中在一起，在大風(fēng)機(jī)的過程中，大風(fēng)機(jī)可能還有變價(jià)控制器，機(jī)倉控制器，總控制器還有電流器，小風(fēng)電為了簡化運(yùn)行，便于安裝維護(hù)以及這個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)一致，就一體化運(yùn)行。   

　　

　　現(xiàn)在市場有很多種的電器方案，有的是把整流電路和深壓電路還有前面控制放在一起，控制逆變是分離的，也有只有控制，變流另一部分組成都存在。也對(duì)這個(gè)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)也就面臨著比較大的困難，為了對(duì)這個(gè)進(jìn)行統(tǒng)一，把它打包成控制逆變器一體化，把整流在控制放到一起，不管怎么分，做整機(jī)的時(shí)候，把它打包到一起去做檢測做認(rèn)證就可以了，這樣避免很多家產(chǎn)品的不統(tǒng)一，因?yàn)楝F(xiàn)在市場產(chǎn)品還有各種自己做控制器，拿光伏逆變器來做的，各種形狀都有，不排除大家各有各的想法和方案，但我們在做這個(gè)的時(shí)候，希望給大家做統(tǒng)一，也可以生產(chǎn)都行，但是制造的時(shí)候，把它放到一起去。  

　　

　　下面講一下風(fēng)力發(fā)電機(jī)每個(gè)部分，風(fēng)力發(fā)電在控制方面，無外乎四大部分，第一個(gè)叫切入控制，最大功率控制，再到額定風(fēng)速點(diǎn)到7個(gè)風(fēng)速之間的線速控制，以及國內(nèi)氣動(dòng)控制，這個(gè)切入控制就比較簡單。如果切入過早，可能風(fēng)力發(fā)電機(jī)就被拖住了，發(fā)不了電，如果切入過遲，就可能在這個(gè)階段下就會(huì)存在浪費(fèi)。很多人會(huì)講發(fā)電機(jī)的摩擦以及轉(zhuǎn)移到量上去，跟蹤方法一般主流有幾種，大風(fēng)機(jī)最佳尖速比方法，最佳尖速比是最通俗易懂，因?yàn)橥ㄟ^改變這個(gè)轉(zhuǎn)速，根據(jù)風(fēng)速改變轉(zhuǎn)速，來達(dá)到最佳的最大功率跟蹤，這是最根本的，最直接的方法也是最準(zhǔn)確的方法，但是這種方法在小風(fēng)機(jī)上應(yīng)用的不太現(xiàn)實(shí)。   

　　

　　增加風(fēng)機(jī)成本，湍流比較嚴(yán)重，受到地面剪切的影響，風(fēng)速很難測的準(zhǔn)確，所以導(dǎo)致最佳尖速比很難去運(yùn)行，而且中間還會(huì)涉及到很多檢測環(huán)節(jié)控制，對(duì)信號(hào)要求特別多。所以小風(fēng)機(jī)目前很少采用，小風(fēng)機(jī)向后面延伸，簡化一點(diǎn)就叫功率信號(hào)反饋法，功率信號(hào)反饋法它就是根據(jù)它轉(zhuǎn)述以及他功率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，來進(jìn)行功率跟蹤，因?yàn)樽罴鸭馑俦确椒▽?duì)應(yīng)的叫轉(zhuǎn)速跟它的風(fēng)速，這個(gè)里面的轉(zhuǎn)速性和專業(yè)取下來，風(fēng)速對(duì)應(yīng)的是功率，所以說我們簡化運(yùn)行上面就采用了轉(zhuǎn)速，對(duì)功率的這種跟蹤方法就省去了風(fēng)速儀還有各種其他的檢測機(jī)構(gòu)，相對(duì)比較簡化。最優(yōu)轉(zhuǎn)矩控制法，采取了轉(zhuǎn)速依然保留著，但是不采用功率了，因?yàn)樾⌒惋L(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩根據(jù)轉(zhuǎn)速二次方成定義的關(guān)系，所以根據(jù)這個(gè)轉(zhuǎn)矩控制法，也能簡化控制這種功率跟蹤。還有爬山法，爬山法在光伏中間應(yīng)用的比較多，但是在小型風(fēng)力發(fā)電中間，這個(gè)還比較難，因?yàn)樗环€(wěn)定，機(jī)組慣性導(dǎo)致剛爬上去，立刻狀態(tài)改變了。后面就是其他方法，現(xiàn)在實(shí)際產(chǎn)品中間可能都是采用更簡化的方法，比如說功率轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)矩的方法，但是我們現(xiàn)在很少轉(zhuǎn)矩。同時(shí)檢測轉(zhuǎn)這個(gè)位置、信號(hào)，然后才能嚴(yán)格稱之為轉(zhuǎn)矩，小風(fēng)機(jī)怎么辦呢？

　　

　　電流代替轉(zhuǎn)矩，有一定的這種相關(guān)性，但是也引用了很多的誤差，這個(gè)電流，因?yàn)榘l(fā)電機(jī)有功率因素，還有電流的非陣型化，就導(dǎo)致這個(gè)電流不能嚴(yán)格定義轉(zhuǎn)矩，還有很多機(jī)組的差異性，機(jī)組差異性同時(shí)隨著發(fā)電機(jī)時(shí)間使用，參數(shù)還會(huì)發(fā)生改變，就導(dǎo)致轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)電流的方法不太正確，現(xiàn)在還有采用電壓對(duì)應(yīng)電流的，這就更簡單了，但是電壓跟轉(zhuǎn)速是不是一對(duì)一呢？大家都有關(guān)系，所以現(xiàn)在延伸出來的關(guān)系都有鏈條，但是每個(gè)鏈條中間都有很多的誤差，這些誤差環(huán)節(jié)都被我們忽略掉，認(rèn)為它不存在，但現(xiàn)實(shí)中它都是存在的，它還有各種慣性，各種時(shí)間常數(shù)。    

　　

　　比如現(xiàn)在采用直流母線電壓和風(fēng)機(jī)的電壓，就更避免很多的狀態(tài)，電壓不但與前面的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而且與后面逆變器功率都有關(guān)，導(dǎo)致了跟蹤不在最佳狀態(tài)，因?yàn)樾★L(fēng)機(jī)呈現(xiàn)的方式很難達(dá)到最佳狀態(tài)，所以有時(shí)候也不得已采用了折中控制方法。這就是我們目前最大功率跟蹤的一些措施和方法。第二個(gè)最大功率叫限速控制，限速控制解決的是額定風(fēng)速以上的階段，過去小型風(fēng)力發(fā)電是解決離網(wǎng)發(fā)電的問題，只解決有沒有電的問題，制訂額定風(fēng)速以下發(fā)電就可以了，額定風(fēng)速以上一般采用折尾的方式進(jìn)行算術(shù)。但大型風(fēng)電現(xiàn)在并網(wǎng)發(fā)電的，最后要求是供電成本，要求考慮風(fēng)力的發(fā)電量，沒有發(fā)電量度電成本不可能降下來，當(dāng)然度電成本還有整機(jī)成本可靠性都有關(guān)系，但是你沒有發(fā)電量度電成本肯定下不來。    

　　

　　限速控制分幾種，一是風(fēng)力機(jī)獨(dú)立完成，二是控制器獨(dú)立完成，還有一種控制器控制風(fēng)力機(jī)完成的，這個(gè)風(fēng)力機(jī)獨(dú)立完成就是兩邊。第二個(gè)就是葉片失速，葉片失速就是通過葉片的設(shè)計(jì)在這種情況下失速，對(duì)葉片的振動(dòng)機(jī)械的控制就很難把握。機(jī)械變槳，通過它的轉(zhuǎn)速離心錘的作用，來實(shí)現(xiàn)機(jī)械變槳，是獨(dú)立完成。還有一種控制器完成的，就是電磁失速，通過這種功率來控制它的轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩大了以后，拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)往下轉(zhuǎn)速下降，轉(zhuǎn)速下降以后它就偏離了他最佳的物流角，導(dǎo)致葉片失速。電動(dòng)變槳就大風(fēng)機(jī)差不多的一種結(jié)構(gòu)，有大風(fēng)機(jī)控制器發(fā)的指令，對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)進(jìn)行變槳控制保證額定控制的運(yùn)行，還有偏航，因?yàn)轱L(fēng)速的變化太快，因?yàn)槲覀兊钠剿俣仁呛苈模?分鐘只有幾轉(zhuǎn)的樣子，很容易引起叫偏航誤差，這個(gè)偏航誤差一旦發(fā)生，上面的這個(gè)速度，載荷不但沒有降下來，還會(huì)升上去，所以它有可能會(huì)導(dǎo)致更惡劣的工況發(fā)生，所以這種方案實(shí)際中不太好用。

　　

　　最后講剎車，有氣動(dòng)剎車、機(jī)械剎車、電磁剎車，機(jī)動(dòng)剎車就是我們變角距，或者是消費(fèi)電網(wǎng)模式，機(jī)械剎車就通過剎車盤來進(jìn)行剎車，主要是有油壓、電動(dòng)的、電磁剎就是通過電磁力矩來把它制動(dòng)，但這個(gè)就是以發(fā)電機(jī)有一定的載荷，抗載荷能力，同時(shí)需要設(shè)計(jì)為前提的。

　　

　　我們講講電流，電流主要完成兩部分，一個(gè)是整流，一個(gè)是升壓。整流就是交流整個(gè)，升壓就是把低壓的環(huán)境升上可并網(wǎng)的低壓，前面的整流一般要配上升壓電路，才能進(jìn)行整流升壓，但對(duì)于全控整流自身具有升壓功能，所以不需要在額外增加升壓，全控整流它的好處就是電極電流噪音比較小，對(duì)噪音的控制以及基礎(chǔ)的振動(dòng)還有效率都有一定的提升。但是它控制起來比較復(fù)雜，所以在小風(fēng)電方面一般也很少使用。

　　

　　并網(wǎng)逆變，一種是兩電平逆變，過去叫兩電平全橋逆變，加變壓器，為什么要加變壓器？就是為了完成施壓功能，還有一個(gè)就是逆變過程中，有共模電流，所以需要加變壓器來進(jìn)行隔離，但是三電平逆變?nèi)齻€(gè)臺(tái)階，它的斜坡電流很小，導(dǎo)致共模電流比較小，現(xiàn)在大型光伏都是被采用3D或者單向采用結(jié)構(gòu)就是這個(gè)原理，這是我們并網(wǎng)控制逆變器一體機(jī)前面也有單項(xiàng)也有三項(xiàng)，這是10千瓦后面是30千瓦的技術(shù)，還有我已經(jīng)畫出來了，還有各種帶儲(chǔ)能的。

　　

　　我們的產(chǎn)品優(yōu)勢就是一體化，運(yùn)行維護(hù)比較簡單，功能模塊兼容性比較好，其他的手動(dòng)制動(dòng)、和電子制動(dòng)，因?yàn)椴⒕W(wǎng)階段效率比較重要，如果在這上面浪費(fèi)5%的能量，給你整個(gè)機(jī)組造價(jià)會(huì)提升很多，所以為什么過去有時(shí)候大家基礎(chǔ)很難做起來，比方你買控制逆變器，準(zhǔn)備這個(gè)價(jià)格，不關(guān)注性能指標(biāo)，那給你性能指標(biāo)比較差，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)效率相對(duì)比較低。

　　

　　行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，大風(fēng)電有很多標(biāo)準(zhǔn)，但是小風(fēng)電并網(wǎng)逆變器的標(biāo)準(zhǔn)一直缺乏，大風(fēng)電很多東西沒法套用，但是如果沒有標(biāo)準(zhǔn)又嚴(yán)重影響行業(yè)的正常發(fā)展，并網(wǎng)我希望通過標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范。你比如要求整流控制，還有逆變電能質(zhì)量，逆變功率控制，逆變運(yùn)行適應(yīng)性，啟停，電磁兼容性，安全與保護(hù)。

　　

　　風(fēng)機(jī)控制整流，四大階段加一個(gè)整流的切入控制，還有運(yùn)行適應(yīng)性，在電壓運(yùn)行范圍能夠正常的發(fā)電。還有一個(gè)軟啟動(dòng)，現(xiàn)在介入的技術(shù)比較少，電網(wǎng)用它的要求可能沒有，以后可能需要軟啟動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)的沖擊不能一下達(dá)到額定功率，一下又沒有了，這樣如果你大批量的技術(shù)并上去之后電網(wǎng)沖擊很大。以前我們說控制要平衡軟啟動(dòng)，還有恢復(fù)并網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)電網(wǎng)以及前面風(fēng)機(jī)的條件進(jìn)行恢復(fù)并網(wǎng)自動(dòng)開關(guān)機(jī)，還有其他性能效率穩(wěn)定性運(yùn)行時(shí)間，噪音耐振動(dòng)，指示遠(yuǎn)程監(jiān)控，外觀與結(jié)構(gòu)，防護(hù)等級(jí)，其他產(chǎn)品都很容易看到的東西。還有電磁兼容性，電磁兼容性過去我們接觸講少，但隨著后期大面積推電網(wǎng)給我們電池兼容性一定會(huì)提出更大的要求。

　　

　　就匯報(bào)到這里，希望大家一起把這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)做好，謝謝大家。

　　

　　（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）