摘要：變流器是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心部件之一，是實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要設(shè)備，其性能決定了風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的可靠性及發(fā)電效率。以5MW雙饋風(fēng)電機(jī)組為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)機(jī)組變頻器自身性能提升、相關(guān)電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整和主控系統(tǒng)優(yōu)化，降低變流器故障率，提升機(jī)組容量，從而提高機(jī)組發(fā)電量。

　　關(guān)鍵詞：風(fēng)力發(fā)電機(jī);變流器;主控系統(tǒng);故障率;機(jī)組容量;發(fā)電量

　　0引言

　　為了應(yīng)對(duì)日益逼近的能源緊缺與環(huán)境污染，人們的目光逐漸投向了清潔、可再生的新能源。其中，風(fēng)電作為新能源的代表之一，也得到了越來(lái)越多的關(guān)注與發(fā)展[1]。大功率風(fēng)機(jī)的研發(fā)設(shè)計(jì)和應(yīng)用，可以有效提高資源利用率，逐步降低風(fēng)機(jī)的單位發(fā)電成本，是風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的未來(lái)發(fā)展方向。

　　目前，我國(guó)的大功率發(fā)電機(jī)組已經(jīng)完成了研發(fā)實(shí)驗(yàn)工作，正處于規(guī)劃應(yīng)用階段，但由于規(guī)模化運(yùn)行時(shí)間較短，大功率變頻器未得到長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際檢驗(yàn)，成為風(fēng)電機(jī)組故障率最高的部件之一[2-3]，因此，如何提高變頻器的可靠性是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。本文在5MW雙饋風(fēng)電機(jī)組變流器性能優(yōu)化、功率提升和發(fā)電量提高的項(xiàng)目背景下，簡(jiǎn)述了變流器性能優(yōu)化的主要內(nèi)容，分析了優(yōu)化前后功率曲線、變流器故障率和發(fā)電量等相關(guān)數(shù)據(jù)。

　　1變流器性能優(yōu)化的主要內(nèi)容

　　變流器性能優(yōu)化主要包括：硬件變更、軟件開(kāi)發(fā)和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目三方面內(nèi)容。

　　1.1硬件變更

　　將5MW雙饋機(jī)組當(dāng)前的3臺(tái)小功率變頻器更換為1臺(tái)大功率變頻器運(yùn)行，并規(guī)劃布局安裝和接線改造。

　　1.2軟件開(kāi)發(fā)針對(duì)大功率變頻器開(kāi)發(fā)新變頻器控制程序和整機(jī)控制程序，實(shí)現(xiàn)大功率變頻器與整機(jī)的匹配和容量提升。

　　1.3試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)改造后5MW風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行低電壓穿越試驗(yàn)，出具型式試驗(yàn)報(bào)告。

　　2功率曲線分析

　　變流器改造前的功率曲線和標(biāo)準(zhǔn)曲線，改造前的實(shí)際功率曲線優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)功率曲線，在額定風(fēng)速以下的實(shí)發(fā)功率高于標(biāo)準(zhǔn)值。變流器改造前后的功率曲線，改造后的功率曲較改造前功率曲線有明顯的提升，在額定風(fēng)速下功率提升到5200kW以上。

　　3風(fēng)機(jī)故障率分析

　　由變流器改造前和改造后的故障統(tǒng)計(jì)可知,改造前變流器故障占總故障的43.5%;改造后變流器故障占總故障的3.1%。由此可分析，變流器改造達(dá)到提高可利用率，降低運(yùn)維成本，提高發(fā)電量的預(yù)期目的。

　　4風(fēng)機(jī)發(fā)電量提升分析

　　80%以上的風(fēng)資源都集中在3.5~8.5m/s之間。依據(jù)改造前后的實(shí)際功率曲線和風(fēng)資源百分比可以估計(jì)出改造前后的年發(fā)電量，在此做時(shí)間歸一化處理，做出改造前后年發(fā)電量提升百分比f(wàn)。由上述公式和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)可算得改造后發(fā)電量提高了7.1%。

　　5結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)對(duì)5MW風(fēng)電機(jī)組變流器性能優(yōu)化，由改造前后數(shù)據(jù)的對(duì)比分析，可看出功率曲線明顯提升，風(fēng)機(jī)容量提高到5.2MW，變流器故障率大幅降低，發(fā)電量大幅提高。結(jié)果表明，通過(guò)對(duì)變流器的性能優(yōu)化，有益于提高風(fēng)電機(jī)組的整體運(yùn)行可靠性和發(fā)電量，降低運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本，同時(shí)為后續(xù)大功率風(fēng)電機(jī)組的變頻器選型提供參考，促進(jìn)大功率風(fēng)電機(jī)組的廣泛應(yīng)用和行業(yè)的健康有序發(fā)展，具有重要的研究?jī)r(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]胡子晨.中功率風(fēng)電變流器的效率優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D].上海：東華大學(xué),2014.

　　[2]黃玲玲，曹家麟，符楊.海上風(fēng)電場(chǎng)電氣系統(tǒng)現(xiàn)狀分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2014，42(10)：147-154.

　　電力方向論文投稿刊物：電力系統(tǒng)保護(hù)與控制(半月刊)創(chuàng)刊于1973年，是由國(guó)家電網(wǎng)中電裝備許繼集團(tuán)有限公司主管、國(guó)家電網(wǎng)中電裝備許昌智能電網(wǎng)裝備試驗(yàn)研究院(原許昌繼電器研究所)主辦的全國(guó)性電工技術(shù)類科技期刊。