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风力发电机组的增能新技术

2012-07-20 17:43
Radow
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  江西麦德风电的永磁直驱:1.5MW等产品。

  江西力德风力发电的永磁直驱:1MW、2MW等产品。

  国电联合电力的电液/电磁偶合同步发电:1.5MW,3MW等产品。

  诺德文德的电液偶合同步发电:800Kw,1.2MW ,1.5MW等产品。

  明阳风电的SCD紧凑型半直驱中速永磁:双叶3MW等产品。

  我国风电场中的同步发电机总功率大约占25~35%,而新建风场占比可能在30~40%。德国新建风场的同步直驱据说已超过50%。

  目前我们已可以采用本技术使各种同步型风力发电机组增能。例如,现有风场或用户的同步型风力发电机,都可以采用本技术改造原机组,提高设备的经济收益。企业只需要投入很少的经费就可以实施机组改造,假如以最低改造费用为1,那么改造后由于增加微风中多截获的能量、以及在正常风速中,由于发电机效率的提高所多得到的能量,和额定风速及额定以上风速中由于额定功率提高允许超载等因素,机组每一年中多获得的发电量,其经济收益大约为改造所需费用的50~100倍,也就是说,投入改造资金后平均约在4天至多一星期就能收回全部改造成本。如计算到风机剩余寿命为15年,其经济产出与改造费用投入之比将高达750~1500倍。但是如考虑到已有机组的风轮机、机械系统与变流器设计极限余量不允许超载,额定及以上风速也只能在原有功率限值内运行,投入产出比有可能降低到500倍左右,不过那时发电机效率仍比原有机组高,经本技术改进的新系统仍可获得多发电的经济收益。

  对于风机制造企业而言,本技术的经济利益也是非常巨大的。例如以西门子3.6MW永磁直驱机的SWT-3.6-107为例,用本增能技术改进后的西门子3.6MW发电机,相当于升级为4.1MW,增加了500kW额定功率,按欧洲市场较低的风机价格650欧元/kW计算,一台机组增加的销售收益约为32.5万欧元。由于机组额定功率受限制的很大因素在发电机方面,而对叶片、轴系、机械系统及变流器来说增加费用的比例可能不如发电机那么大,所以增能技术对于风电设备制造业的新增成本不太高,而收益却很大,其经济利益也是很可观的。

  以国内最大的永磁直驱机制造企业金风科技公司的2.5MW机为例,采用本技术,原有机组的额定功率在增加不多成本的前提下可升为2.9MW机,即使以目前最低售价3850元/kW计算,每台机可以增加销售收入144万元。5MW或6MW机组则升级为5.7MW或6.9MW机组,更可增收每台269万元或346万元。由于机组额定功率受发电机影响很大,但是风轮机、机械系统与变流器升级也还需要一定的成本。但不管怎么说,本技术的可供推广应用面之大、经济利益之大,都是目前国内外任何其他风电技术无可媲美的。

  小型机基本上都是永磁同步发电机,也可以采用本技术提高发电能力,获得更多的电能,增加发电收益。

  本技术已非常成熟,可向合格的风电企业,包括发电业和制造业的中外企业提供许可证使用授权。

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