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來自風力發電設計挑戰 直面以對

2009-11-10 來源:電子系統設計網 瀏覽數:4748


      圖1:英飛凌工業功率器件市場經理陳子穎說:“現代逆變器本身就是可并網的,因此不再需要同步器和晶閘管。”
 
      由于風電場一般都建于自然環境極其惡劣的野外,為盡可能地降低維護成本,通常對系統可靠性要求非常高。一般來說,位于最前端的風力渦輪機是影響系統可靠性的最關鍵設備,它的電機控制系統必須在任何風力情況下保持勻速轉動和自動根據風向調整葉片的方位,而且要在風雨雷電沙塵的各種氣候條件下長時間保持正常工作狀態。目前丹麥的 Vestas 公司是世界風機市場的領先供應商。

      整流器用于將風力渦輪機發出的交流電轉換成直流電,以盡可能地降低電能在傳輸過程中的損失。在靠近電網端,逆變器再將整流器過來的直流電能轉變成電網采用的正弦電波,然后通過晶閘管和同步器確保生成的交流電與電網同步并將此正弦波交流電并到電網上。

      逆變器通常由 IGBT 模塊、續流二極管、IGBT 柵極驅動器、驅動保護、濾波電容、散熱器、隔離器和MCU構成。目前中.國能提供逆變器整機的主要供應商有:深圳安德森電子、上海力友電氣、北京綠洲協力新能源、北京怡蔚、廣州郵科電源和上海正川。

      大功率風電應用要求能承受上千安培電流和幾千伏高壓的大功率IGBT器件或模塊,而且要求它們必須具備很高的可靠性,目前能提供這類產品的供應商并不多,主要有:IXYS、Infineon、ST、BYD 和富士電機。

      防雷裝置一般為防過壓沖擊的氣體放電管( GDT )、晶閘管、TVS 二極管或金屬氧化物變阻器 (MOV ),以及防過流沖擊的可恢復 PolySwitch 器件或一次性熔斷器。目前市場上主要的防雷器件供應商有:Tyco 電子、Littelfuse、ST 和君耀電子。

      在逆變器和電網之間一般都需要加變壓器,因為電網電壓一般高達幾萬伏,這么高的電壓逆變器是做不到的,因此需要大型變壓器進行升壓。

      對于由幾百臺風機組成的大型風力發電場來說,風場的信息化管理和風機遠程監控必不可少。在這樣的系統中需要對現場運行設備進行實時監視和控制,以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節、以及各類信號報警等各項功能。一般來說,各種采集信號及控制信號通過工業以太網和現場總線匯集到工控機中(如研華工控機UNO-2170),然后再通過另外一個以太網口將數據傳送到風能檢測服務器當中。工控機充當數據網關的作用。

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