MW级双馈变流器项目北京市技术进步奖答辩材料上传.ppt

风电产业仍然处于快速发展时期，对变流器的需求量大。 根据目前国家规划，2020年风电装机达到150GW，变流器约占整机成本的10%，预计变流器市场为52-55亿/年。 变流器是风机的关键部件。 风电电能质量的好坏；电网故障时，低电压穿越能力；风电场有功、无功调度能力，关键取决于变流器的品质。 三一电气作为整机厂商，要不断提高风机品质，需要掌握变流器关键技术。 据欧洲风能协会统计，导致风机停机，故障率最高的部件，变流器排在第二位。 2、研发及产品化总体思路 在关键技术上突破，由点带面，提高产品竞争力。 做好电网适应性、环境适应性。 包括高精度的矢量控制， 低电压穿越技术，大功率电子电路的水冷技术 可靠性在第一位。做好实验检测体系，质保体系。 建立好团队。培养勤奋、严谨、勇于承担责任的团队精神。 3、主要技术内容及创新点 1）该技术保证了矢量控制精度。矢量控制是关键技术之一。高精度、快速矢量控制前提，是矢量角度精确计算。 2） 避免变流器上电调试时，人工设定参数。减化了调试维护工作， 3） 可监测编码连接完好状态。 4） 领先其它厂商申请专利，2008年11月。 3.2 低电压穿越能力 电压跌落实例690V侧,张北风场2011-11-16日 3.3 局部电网保护功能 （1）多台风机发电组成的电网运行特点 （2）风电场所处电网偏远，管理制度粗糙 （3）出现局部电网时，迅速发出大量感性无功平衡，减少发电机有功出力 本项目开发了一种液冷与空调混合冷却的散热方式，解决了变流器的防护与散热问题，既可防风沙、海上盐雾腐蚀，又满足器件的散热要求。整机柜体防护达到IP54。根据选配不同的配置，变流器可运用于海上和陆上。 　　 采用水冷配合空调散热代替传统风扇散热方式，借鉴汽车散热结构，水冷柜四面装置散热片，散热效果优异且可靠性高，该技术属同行业同类产品首创，已经申请专利，授权公告号：CN201515587U。 　　1） 友好的人机操作界面，已申请软件著作权登记，登记号：2010SR008490。 　　2）持续记录数据功能，便于客户随时调用数据　　 3）具有统计计算功能，方便客户管理。 4、主要技术指标的先进性 环境适应性 （1） 具有更好的电网适应性 （2） 更优质的售后服务 （3） 产品的可靠性更高 （4） 产品销售和维护成本更低 三一集团有限公司 * ** 北京市科学技术进步奖答辩 MW级双馈变流器关键技术研究及应用 三一电气有限责任公司 任晓峰，韩艳娟 2011年 9月 * 汇报目录 1、立项背景 2、总体思路 3、主要技术内容及创新点 4、主要技术指标的先进性 5、市场竞争力 6、知识产权的情况 7、应用推广 8、经济社会效益情况 1、立项背景—产业背景 风机变流器主要依靠进口。进口品牌市场占有率超过95%。 国内产品变流器产品的主要问题： 1.产品的可靠性。国内变频器厂商，按大功电动机变频器的思路去开发，双馈风力发电特点认识不足；大功率PWM整流技术、逆变技术积累的欠缺，等等问题，造成变流器故障率高。 2. 低电压穿越问题（电网适应性问题的一部分）； 1、立项背景 ——国内变流器行业的挑战 75kW 和 1.5MW 对拖试验台 高低温试验设备 高低气压试验设备 三一电气整机试验台 1.5MW双馈变流器产品 3.1 双馈电机转子初始位置角度检测技术 突然断电 Power failure 电压突降 Power sag 电压突升 Power surge 持续低电压 Undervoltage 持续高电压 Overvoltage 　1.LVRT功能，在2011年已经成为变流器必备功能。 当电网中风电比重比较大时，在电网故障时，机组脱网会加剧故障，不利于电网稳定。因此要求实现不脱网运行(即LVRT，低电压穿越)，且可以向电网提供一定的补偿。　 2. 三一电气公司已经在张北满井实验风场，建立1.5MW实验 风机，正在进行国家电网电力科学院的测试认证 LVRT研发中，解决了以下关键技术点： 　　1)控制器的快速跟踪电网电压能力。 　　2)在电网跌落等扰动的情况下，锁相技术。 　　3)辅助硬件电路的设计 4）电网电压跌落模拟装置的开发 1.5MW风机，电网电压跌落50%的典型过程。 通道1: 电网电压 200V/grid 通道2：网侧电流 200A/grid 通道3：直流侧电压 200V/grid 电网线电压 直流侧电压 网侧相电流 图中可以看到，电压跌落特点，电流冲击特点，直流侧控制特点 3.4 高效实用的液冷系统， 提高了产品的环境适应性 解决大功率电子