風力發電成本高懸的關鍵因素是風電機組的成本高達風電場投資的70%以上,這也成為風電無法與火電水電直面競爭、必須引入政府補貼的重要原因之一。
中國專利申請201010571789.8,增能型風力發電機系統,是一種能化很少成本,提高現有同步型風力發電機組的發電量,能從各檔風速中獲得更多風能的新技術,從而可有效降低風電成本,提高風電的市場競爭力。
在研發風電機組增能技術數年后,目前我們已完成同步風力發電機組的增能技術的產業化。
同步風力發電機組的增能機理是:
在微風中,機組能降低切入風速,提前起始發電,能從微風中得到更多能量。
在中風速階段,機組靠提高發電機效率增加發電量,獲得更多的發電經濟利益。
在額定風速和額定以上風速階段,機組更能靠提高發電機額定功率的優勢,提高機組最大的輸出功率,獲得最大的經濟利益。
新技術能將發電機的輸出功率提高15%左右,在發電機功率提高的同時,其總損耗(發電機鐵損和銅損)卻保持不變,這就使發電機的實際效率比未采用本技術改造前的發電機高。也就是說,對發電機而言,本增能技術可能以零成本將原來發電機的額定功率提高15%。
現有風電場中采用的發電機組,主要有異步型和同步型二大類,異步型有二種——功率在1MW以內的是老式的籠型定速機,已處于淘汰過程中;而大部分屬于MW級以上的變速型雙饋機。有關異步型風力發電機的增能技術正在研發中,本文僅推薦同步型風力發電機的增能技術。
眾所周知,大型機中的同步型風電機組的品種比異步型更多更先進,主要是數MW級的直驅機,其中有低速永磁直驅機、低速勵磁直驅機和中速半直驅同步機;此外還有帶齒輪箱的高速永磁機或高速勵磁機、無刷勵磁機等多種機型。
能使用本增能技術作技術升級的同步風力發電機組產品有:
德國Enercon公司的E系列勵磁直驅機:400kW,600kW,2.5MW,7.5MW等產品。
德國Siemens公司的永磁直驅機:3MW,3.6MW等產品。
瑞典ABB公司的高壓永磁直驅發電機產品。
國內產品有:
金風科技的永磁直驅:1.2MW,1.5MW,2MW,2.5MW,3MW, 6MW等產品。
湘電風能的永磁直驅:2MW, 5MW等產品。
南車風電、南車株洲電機的永磁直驅:2.5MW等產品。
廣西銀河艾萬迪斯的永磁直驅:2.5MW等產品。