风力发电技术发展历程及系统比较

1980年，德国见证了首台大型变桨距风力发电装置（功率3兆瓦，转子直径10米）的诞生，然而因机械故障，该装置并未取得理想成效。当时，电力元件价格高昂，因此，为了降低成本，风力发电装置多采用具有小滑差的双馈异步电机。

直至1995年，丹麦与德国共同推出了首个真正投入商业运营的750千瓦级变速风力发电设备。

起初，丹尼斯设备厂专注于设计恒速风力发电设备，这主要是因为丹麦的风速相对德国更为稳定。安徽皖南电机然而，对于超过1兆瓦的风力发电设备，由于齿轮箱设计问题，他们也开始转向变速方案。起初，丹尼斯设备厂仍采用小滑差设计，使得双馈系统在成本上更具优势。

1988年，首台50千瓦风力发电设备采用了同步电机与六脉冲可控硅变流器。随后，12脉冲变流器被引入，但由于谐波失真问题，该技术并未持续发展。1993年开始的750千瓦双馈异步系统，其滑差环存在缺陷，澳大利亚一家大型企业生产的发电机经过5次修改，但运行时间仍不足两个月。一年后，他们放弃了双馈异步系统，并将异步电机更换为同步电机。皖南电机我们发现，由于同步系统结构更为简单，其变流器成本并未高于双馈异步系统。皖南电机价格表

图1展示了该系统的电路：同步电机、二极管整流桥、连接在直流母线上的升压电路、一个IGBT变流器。

图2展示了：带滑差环的异步电机、IGBT整流桥、直流母线、IGBT变流器。部分公司已采用该系统。

网侧变流器的一个优点是：在电网电压变化剧烈时，其性能表现优异。

当电网电压和频率稳定时，双馈系统运行良好。在使用双馈系统时，若电网电压突然从100%降至60%，发电侧IGBT电流将增至额定电流的4倍，同时发电机轴的力矩也将增至额定力矩的4倍，这可能导致齿轮箱损坏。若不希望使用大功率IGBT，又想确保系统在过压时不损坏，那么必须在发电侧安装短路器。安徽皖南电机在风力发电应用中，我们必须关注IGBT的使用寿命。为了提高风力发电驱动器的可靠性，IGBT必须具备高负载周期的能力。皖南电机在此应用中，SKIIP（无铜基板，压接式技术）技术备受青睐，赛米控在风力发电行业占据领先地位。

下表将比较两个系统：