2013年中国风能变流器行业技术水平及技术特点

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内容提要：低电压穿越功能：随着风电场并网功率的加大，风电场对电网安全运行的影响越来越大。国家电网已经明确要求，接入电网的风电机组必须具有低电压穿越功能。

风能变流器的技术路线与风电整机技术路线相匹配，有适用于双馈风电机组的双馈风能变流器和适用于直驱、半直驱等发电机的全功率风能变流器。风能变流器的技术特点主要集中在大功率电力电子设计技术、电磁兼容、控制理论和策略、功率电路的布局、集成设计及工艺技术和各种风况下系统的动态响应能力。由于风电机组运行环境恶劣，要求风能变流器在各种复杂和严酷的环境下可靠地运行。风能变流器主要关注以下技术指标：并网电能质量：根据国家标准，变流器的并网电流谐波应小于5%，但风电场业主为了减少电网污染，使得并网电能更清洁，一般均要求为小于3%。过载能力：风电场一年中大风季节不多，大风到来时，要求风能变流器能够过载运行，因此风能变流器的设计要求有更大的裕量。保护和协调功能：由于风电机组工作环境恶劣，要求风能变流器在各种复杂工况下的适应能力要强。一方面要和风电机组总控系统进行密切配合，保护整个风电机组的可靠运行，另一方面，一旦风电机组发生故障或变流器自身故障，必须保证整个风电机组的安全。

低电压穿越功能：随着风电场并网功率的加大，风电场对电网安全运行的影响越来越大。国家电网已经明确要求，接入电网的风电机组必须具有低电压穿越功能。长寿命：风电机组的设计寿命一般为20 年左右，这要求风能变流器的设计寿命需要达到相同水平。另外风能变流器安装在风电机组塔筒内部，风电机组安装运行后，不易更换，因此整机厂商对零部件的使用寿命和方便拆装也提出了更高要求。高可靠性：风能变流器是风电机组的关键设备，如果出现故障将影响整个发电机组的正常运行。

在设计、制造时对可靠性要求较高。快速响应功能：为了最大程度的捕获风能，提高发电效率，风能变流器应该在接到风电机组总控下发的功率指令后，快速响应，将发电机发出的电能高效安全馈入电网，同时在响应过程中保护整个发电系统平稳地运行。