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专业技术

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并网导则


日益严格的变流器规范
 
随着风电厂装机容量不断提高,它们向电网输电的比例也不断提高。这意味着在发生电网故障时,风电厂响应故障的方式,将对电网的稳定性产生重大影响。
 
为了控制这种形势,电力公司纷纷制定风电厂必须遵守的当地 的并网导则。这些并网导则定义了电网故障的情况,以及面对这些故障时风机的行为。如今,这些并网导则要求越来越高,并且各国的规范都不尽相同。在帮助风机满足这些并网导则要求,获得所需认证方面,风机变流器发挥了关键的作用。

故障穿越实验室
 
所有并网导则的共同要求是具备故障穿越功能,确保风电设备和风机在电压降低情况下必须能够继续运行,并且风机一定不能因为瞬态电压的影响而出现脱网情况。
 
为测试这些并网导则的要求,ABB建立了一个兆瓦级故障穿越实验室,用于再现双馈型或全功率风机故障。测试设备包括发电机、变流器、变压器和开关,与20 kV输电线连接。

利用定制软件执行可控的测试

实验室工程师能够在可重复的可控环境中,对ABB产品进行测试。定制测试软件可用于配置测试条件,视各地的并网导则而定。测试的内容可包括三相、两相或单相电压电压跌落,甚至包括从一相接地故障到三相短路等连续故障。
 
实验室测试通过利用变频电机驱动发电机代替风速的变化,帮助降低现场测试成本。

风机认证支持

风机认证是以风机安装地区所采用的并网导则为基础。如果风机厂商申请进行风机认证,ABB工程师可帮助风机厂商充分利用变流器技术,满足该地区并网导则的相关要求。

全球活动

ABB全球范围内参与并网导则工作组和相关标准的制定,确保ABB的产品一如既往地满足风机厂商的需求。
 
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永磁发电机技术

20世纪90年代中叶以来,ABB一直致力于开发适用于风电行业和要求极为苛刻的海上型的永磁产品。积累的丰富经验为ABB获得技术知识奠定了基础,从而确保满足客户对永磁发电机的能效和使用寿命等关键要求。这些专业技术被广泛应用于ABB开发的所有高速、中速和低速发电机。

电气和机械设计

ABB需要满足多个设计要求。这些设计要素会影响发电机的质量、正常运行以及最大的发电量。这些设计要素包括磁路自身设计、磁体材料选择、在具体应用中的正确定位、磁体的稳定化处理与老化、腐蚀保护,以及磁体在机械性能要求极高的应用中的可靠固定等。

磁路设计

磁路设计是确保永磁电机正常运行的关键要素。ABB在设计全系列低速、中速和高速产品(最高功率达6MW)方面拥有丰富的经验。这些经验使得ABB能够确保产品的正确计算选型和较低的工作温度、防止出现退磁情况——即使在故障条件下,同时确保正确的定位和适用于不同额定速度的磁体固定。

标准化发电机设计

ABB立足于业经验证的技术解决方案,为所有主要的全功率变流器概念提供标准化的发电机设计。这些高速、中速和低速设计是完全不同的,因此具备不同的机械磁路设计。风机厂商将这些标准化解决方案作为每个定制应用的基础,降低开发成本和时间,提高风机项目实施的可靠性和成功率,从而受益匪浅。

批量生产

在生产过程中,高强永磁体提出了一个独特挑战。ABB成功开发出多种特殊的工艺和工具,确保安全、快速地批量生产适用于低速、中速和高速应用的优质产品。

经验丰富的全球合作伙伴

低速和中速概念需要高度集成至风机架构,这是一个极具挑战的任务。选择适当合作伙伴制造发电机,对风机开发周期、预算和交付有直接影响。2000年以来,ABB已成功开发并交付了众多适用于风机的永磁发电机。这些丰富经验有助于风机厂商在预算范围内如期完成开发工作。

领先的风机厂商十分信赖ABB的专业技术。如今,在欧洲和北美投运的多数兆瓦级永磁发电机都是由ABB制造的。