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《MW级变速恒频风力发电机关键技术攻关及产业化》

关键词:风力发电机 产业化

这篇文章主要讲述《MW级变速恒频风力发电机关键技术攻关及产业化》相关的知识,可免费复制下载!

文件编号: KEYAN666188457666
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中图分类: TM315
完成/联系人
完成单位: 山西汾西重工有限责任公司
科研日期:2009
研究行业:
研究主题: 风力发电机,产业化,

(1)项目介绍

风电行业实行船级社认证,山西汾西重工有限责任公司多年来从事舰船用发电机设计制造,目前已经发展成为是全国最大的舰船用发电机设计制造企业,积累了西门子全系列三相无刷恒压同步发电机设计生产经验,进行风电机组用双馈发电机的研制有着很好的行业基础。

2006年11月9日,山西汾西重工有限责任公司与德国LDW公司正式签署德国LDW公司的用于风电机组的双馈发电机(2.0MW)的技术引进合同。目前引进工作进展顺利,技术文件已交付,进行了我方技术人员赴德国LDW公司设计技术培训。该技术的引进将使山西汾西重工有限责任公司双馈发电机系列化产品的研发真正实现实现高起点、高水平。目前2.0MW变速恒频风力发电机样机已经完成制造,投入与重庆海装总机的联调试验。

公司在双馈发电机的研发上走产学研结合的道路,目前已经跟多个高校进行了合作。跟国内较早进行双馈发电机设计研究的沈阳工业大学开展了双馈发电机电磁设计的研究;与清华大学合作完成了针对双馈发电机的专用电磁计算软件的合作开发。这样使公司在双馈发电机的电磁理论和电磁设计方面有了很好的学术基础和条件。

公司于2007年在引进技术基础上完成了2.0MW变速恒频风力发电机的自行设计并通过评审,现已经投入样机试制。做好双馈发电机的系列化产品研制工作,解决好研制过程中的主要技术难点和问题,可以使企业在双馈发电机领域达到世界先进水平,在发电机的设计制造技术上再上一个台阶,使企业真正成为技术先导型企业,实现企业的可持续发展。

(2)研究的主要内容与要解决的关键技术

兆瓦级风电机组用系列双馈发电机研制项目研究的主要内容是:

a、先进的国外双馈发电机设计制造技术引进工作

b、引进国外技术资料的转化工作和技术的消化吸收工作

c、在国外先进技术基础上的系列化设计工作

d、系列化设计的原理样机试制工作

e、双馈发电机系列化产品批产加工试验技术攻关工作

要做好以上的双馈发电机研究内容,要解决以下关键技术:

a、双馈发电机电磁设计技术

b、双馈发电机用绝缘技术

c、双馈发电机用风路设计技术

(3)市场需求、应用前景分析

据统计,中国10米高度层的风能资源总储量为32.26亿千瓦,其中实际可开发利用的风能资源储量为2.53亿千瓦。但截止2005年底,我国风电装机容量仅为126万千瓦,风能的利用率非常低,在当今世界能源紧缺的大环境下,风力发电产业发展空间巨大。

2001-2004年,国内年新增装机平均增长率为 55%,远远超过了全球平均水平,2005年比2004年又增长了254%,伴随着中华人民共和国可再生能源法于2006年1月的实施和国家制定计划到2010年装机达到500万千瓦,可以说中国风电正进入一个高速发展时期,风电设备相关产品市场需求持续旺盛,市场前景及其广阔。

(4)经济、社会效益分析

双馈发电机作为一种近年来随着风电技术的发展而发展起来的新型发电机,具有产品高技术含量、高附加值的特点,目前国内市场上双馈发电机的边际利润基本在35%以上,较其它种类的电机产品利润空间要高很多。因此,双馈发电机的生产可以带动本企业及其相关加工等配套企业的的经济发展,有着很好的经济效益。

双馈发电机良好的经济效益必将带动本地劳动就业率提高和地方税收的增加,实现良好的社会效益。同时,双馈发电机应用在绿色环保的风电领域上,不仅可以解决世界性的能源紧缺问题,而且其替代了部分火力发电,减少了火力发电造成的大气环境中有害气体排放量,改善地球环境,具有深远的社会效益。

(5)技术难点

本项目的关键技术也将是项目研制过程中的主要技术难点。

a.双馈发电机电磁设计技术

由于发电机采用双馈方案,在额定运行时,定转子均处于发电状态,特别是转子当转速高于同步转速时运行在发电状态,低于同步转速时却运行在电动机状态,这就使得该发电机的设计既不同于同步发电机,又不同于异步发电机,在设计中需兼顾不同状态下运行时的电气性能。

b.双馈发电机用绝缘技术

双馈发电机工作原理为转子绕组与交-直-交双向变频装置相连,定子直接接入电网,通过调节供给转子侧电流的大小、频率、相位等控制定子侧电压、频率、有功和无功。因此转子绕组上所施加电压为脉冲电压,这就要求转子绕组的绝缘能长期承受高dv/dt的冲击,解决好这个问题,绝缘技术至关重要。

c.双馈发电机用风路设计技术

双馈发电机效率高达97%(同步发电机效率通常为95%以下),又安装在塔顶,要求重量轻,使得在设计中需要解决体积小,散热好;重量轻,效率高的技术难点,风路设计难度很大。

(6)目前国际、国内的相关研究情况。国际上目前双馈发电机的设计制造技术已经较为成熟,尤其是德国的双馈发电机已经形成1-5MW的系列化成熟产品,处于国际领先水平。我国的双馈发电机研究主要从近几年开始,目前也有个别机型在生产,但还没有经过长期运行考验,产品还不成熟。

(7)合作者和投资者。

A、对双馈发电机有需求的变速恒频风力发电机组成套厂;b、滑环、碳刷厂家。C、冷却器厂家。D、轴承厂家。E、耐高温非硅电缆厂家。F、绝缘材料厂家。

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