風電《永磁風力發(fā)電機制造技術規(guī)范》解讀

　　“相對于雙饋式電機，永磁風力發(fā)電機更能適應低風速，且耗能較少、后續(xù)維護成本低，這一機型的相關技術已經(jīng)得到行業(yè)的廣泛關注?！队来?span>風力發(fā)電機制造技術規(guī)范》的標準中，不僅包括永磁風力發(fā)電機的基本要求和技術要求，還包括了永磁風力發(fā)電機的試驗方法，形成了一個完整的技術標準。這個標準的制定和實施，必將擴大永磁風力發(fā)電機在發(fā)電行業(yè)的廣泛應用，促進永磁風力發(fā)電機新的技術發(fā)展。”一位不愿具名的參與該標準編制的專家告訴《每周能源觀察》。

　　該專家表示，從綜合情況來看，我國低風速的三類風區(qū)占到全部風能資源的50%左右，更適合使用永磁風電機組，因此，作為風力發(fā)電的關鍵設備，永磁風機將是我國風力發(fā)電機未來的發(fā)展趨勢。

　　標準應用針對性更強

　　在《永磁風力發(fā)電機制造技術規(guī)范》標準中，對永磁風力發(fā)電機的技術要求和試驗方法進行了規(guī)定，適用于風力發(fā)電應用的永磁同步發(fā)電機。同時強調(diào)只是關于風力發(fā)電機的永磁電機技術要求，而不涉及到測速發(fā)電機、副勵磁機等永磁電機。

　　據(jù)了解，一般大型風力發(fā)電系統(tǒng)都采用增速機將風力機的轉速提高再驅動發(fā)電機。然而，采用增速機不僅增加了振動和噪聲，而且由于潤滑系統(tǒng)和機械磨損需要定期維護，增速機成為風電機組故障率較高的薄弱環(huán)節(jié)?，F(xiàn)代風力發(fā)電技術的發(fā)展趨勢一是無刷化，二是采用取消增速機的風力機直接驅動低速發(fā)電機，其中最典型的是直接驅動永磁風力發(fā)電機。cnwpem.com

　　“永磁發(fā)電機的優(yōu)點是不需要電勵磁，可實現(xiàn)無刷化，無勵磁損耗、效率高，可以提高電機的功率密度。雖然發(fā)電機成本增加，但對于降低機組的振動噪聲和提高運行可靠性有著重要的意義。”哈爾濱電機廠某專家向《每周能源觀察》表示。

　　電壓調(diào)整率不超過20%

　　針對風力發(fā)電機應用的特殊性，《永磁風力發(fā)電機制造技術規(guī)范》標準對電壓調(diào)整率進行了定義。即熱態(tài)下，額定轉速時的空載電壓和額定電壓之差與額定電壓的比值，通常以百分數(shù)表示。同時要求發(fā)電機的電壓調(diào)整率應與全功率變流器相匹配，永磁風力發(fā)電機電壓調(diào)整率應不超過20%。www.cnwpem.net

　　專家解釋，電壓調(diào)整率是發(fā)電機的一項重要指標，它決定了輸出的電能品質(zhì)，在發(fā)電機的設計當中起著重要而不可忽略的作用。對于發(fā)電機電壓調(diào)整率的測定，應在溫升試驗后或熱狀態(tài)下進行。試驗時，保持發(fā)電機轉速為額定轉速，發(fā)電機輸出由空載到額定功率，測定發(fā)電機定子端電壓有效值。

　　《標準》中對電壓調(diào)整率測定的試驗方法作了詳細說明。被試永磁電機與拖動電機同軸相連，作發(fā)電機運行。拖動電機由一臺電力變頻器供電，由電力變頻器和拖動電機對被試永磁電機進行轉速、電壓和功率的調(diào)節(jié)。此外，被試電機也可通過其他的負載運行方式，調(diào)節(jié)到額定工況下進行試驗。

　　發(fā)電機應承受1.2倍最高轉速運行

　　在《標準》中還特殊規(guī)定永磁風力發(fā)電機的超速試驗應為1.2倍的最高轉速，而不是常規(guī)發(fā)電機規(guī)定的1.2倍的額定轉速。這也意味著永磁風力發(fā)電機在設計上應能承受1.2倍最高轉速的運行，而不發(fā)生損壞及有害變形。

　　對此，專家介紹，如果發(fā)電機的轉速超過了規(guī)定的轉速，則轉子的離心力會過大，引起發(fā)電機損壞。譬如離心力使得發(fā)電機的繞組線圈變形，與定子擦刮損壞。如無其他規(guī)定，超速試驗允許在冷狀態(tài)下進行，并可根據(jù)具體情況選用電動機法（提高電源頻率）或原動機拖動法。在升速過程中，當電機達到額定轉速時，應觀察電機運轉情況，確認無異?，F(xiàn)象后，再以適當?shù)募铀俣忍岣咿D速，直至規(guī)定的轉速。專家強調(diào)，此時超速值達到120%最高轉速的持續(xù)時間應不少于2分鐘。而采用原動機拖動法時，則應注意發(fā)電機空載電壓一般不應超過1.3伏，同時要檢查電機轉動部分是否有損壞或產(chǎn)生有害變形。