MW級雙饋?zhàn)兞髌黜?xiàng)目-北京市技術(shù)進(jìn)步獎答辯材料1-上傳

111北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎答辯MW級雙饋?zhàn)兞髌麝P(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用三一電氣有限責(zé)任公司任曉峰，韓艷娟2011年9月2匯報目錄1、立項(xiàng)背景2、總體思路3、主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)4、主要技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性5、市場競爭力6、知識產(chǎn)權(quán)的情況7、應(yīng)用推廣8、經(jīng)濟(jì)社會效益情況

風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍然處于快速發(fā)展時期，對變流器的需求量大。根據(jù)目前國家規(guī)劃，2020年風(fēng)電裝機(jī)達(dá)到150GW，變流器約占整機(jī)成本的10%，預(yù)計變流器市場為52-55億/年。變流器是風(fēng)機(jī)的關(guān)鍵部件。風(fēng)電電能質(zhì)量的好壞；電網(wǎng)故障時，低電壓穿越能力；風(fēng)電場有功、無功調(diào)度能力，關(guān)鍵取決于變流器的品質(zhì)。三一電氣作為整機(jī)廠商，要不斷提高風(fēng)機(jī)品質(zhì)，需要掌握變流器關(guān)鍵技術(shù)。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會統(tǒng)計，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)停機(jī)，故障率最高的部件，變流器排在第二位。1、立項(xiàng)背景—產(chǎn)業(yè)背景風(fēng)機(jī)變流器主要依靠進(jìn)口。進(jìn)口品牌市場占有率超過95%。國內(nèi)產(chǎn)品變流器產(chǎn)品的主要問題：

1.產(chǎn)品的可靠性。國內(nèi)變頻器廠商，按大功電動機(jī)變頻器的思路去開發(fā)，雙饋風(fēng)力發(fā)電特點(diǎn)認(rèn)識不足；大功率PWM整流技術(shù)、逆變技術(shù)積累的欠缺，等等問題，造成變流器故障率高。

2.低電壓穿越問題（電網(wǎng)適應(yīng)性問題的一部分）；1、立項(xiàng)背景

——國內(nèi)變流器行業(yè)的挑戰(zhàn)2、研發(fā)及產(chǎn)品化總體思路

在關(guān)鍵技術(shù)上突破，由點(diǎn)帶面，提高產(chǎn)品競爭力。做好電網(wǎng)適應(yīng)性、環(huán)境適應(yīng)性。包括高精度的矢量控制，低電壓穿越技術(shù)，大功率電子電路的水冷技術(shù)可靠性在第一位。做好實(shí)驗(yàn)檢測體系，質(zhì)保體系。建立好團(tuán)隊。培養(yǎng)勤奮、嚴(yán)謹(jǐn)、勇于承擔(dān)責(zé)任的團(tuán)隊精神。75kW和1.5MW對拖試驗(yàn)臺高低溫試驗(yàn)設(shè)備高低氣壓試驗(yàn)設(shè)備三一電氣整機(jī)試驗(yàn)臺1.5MW雙饋?zhàn)兞髌鳟a(chǎn)品3、主要技術(shù)內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)1）該技術(shù)保證了矢量控制精度。矢量控制是關(guān)鍵技術(shù)之一。高精度、快速矢量控制前提，是矢量角度精確計算。

2）避免變流器上電調(diào)試時，人工設(shè)定參數(shù)。減化了調(diào)試維護(hù)工作，3）可監(jiān)測編碼連接完好狀態(tài)。

4）領(lǐng)先其它廠商申請專利，2008年11月。3.1雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子初始位置角度檢測技術(shù)3.2

低電壓穿越能力突然斷電Powerfailure電壓突降Powersag電壓突升Powersurge持續(xù)低電壓Undervoltage持續(xù)高電壓Overvoltage

1.LVRT功能，在2011年已經(jīng)成為變流器必備功能。當(dāng)電網(wǎng)中風(fēng)電比重比較大時，在電網(wǎng)故障時，機(jī)組脫網(wǎng)會加劇故障，不利于電網(wǎng)穩(wěn)定。因此要求實(shí)現(xiàn)不脫網(wǎng)運(yùn)行(即LVRT，低電壓穿越)，且可以向電網(wǎng)提供一定的補(bǔ)償。2.三一電氣公司已經(jīng)在張北滿井實(shí)驗(yàn)風(fēng)場，建立1.5MW實(shí)驗(yàn)風(fēng)機(jī)，正在進(jìn)行國家電網(wǎng)電力科學(xué)院的測試認(rèn)證LVRT研發(fā)中，解決了以下關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)：

1)控制器的快速跟蹤電網(wǎng)電壓能力。

2)在電網(wǎng)跌落等擾動的情況下，鎖相技術(shù)。

3)輔助硬件電路的設(shè)計4）電網(wǎng)電壓跌落模擬裝置的開發(fā)1.5MW風(fēng)機(jī)，電網(wǎng)電壓跌落50%的典型過程。電壓跌落實(shí)例690V側(cè),張北風(fēng)場2011-11-16日通道1:電網(wǎng)電壓200V/grid通道2：網(wǎng)側(cè)電流200A/grid通道3：直流側(cè)電壓200V/grid電網(wǎng)線電壓直流側(cè)電壓網(wǎng)側(cè)相電流圖中可以看到，電壓跌落特點(diǎn)，電流沖擊特點(diǎn)，直流側(cè)控制特點(diǎn)3.3局部電網(wǎng)保護(hù)功能（1）多臺風(fēng)機(jī)發(fā)電組成的電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)（2）風(fēng)電場所處電網(wǎng)偏遠(yuǎn)，管理制度粗糙（3）出現(xiàn)局部電網(wǎng)時，迅速發(fā)出大量感性無功平衡，減少發(fā)電機(jī)有功出力

本項(xiàng)目開發(fā)了一種液冷與空調(diào)混合冷卻的散熱方式，解決了變流器的防護(hù)與散熱問題，既可防風(fēng)沙、海上鹽霧腐蝕，又滿足器件的散熱要求。整機(jī)柜體防護(hù)達(dá)到IP54。根據(jù)選配不同的配置，變流器可運(yùn)用于海上和陸上。采用水冷配合空調(diào)散熱代替?zhèn)鹘y(tǒng)風(fēng)扇散熱方式，借鑒汽車散熱結(jié)構(gòu)，水冷柜四面裝置散熱片，散熱效果優(yōu)異且可靠性高，該技術(shù)屬同行業(yè)同類產(chǎn)品首創(chuàng)，已經(jīng)申請專利，授權(quán)公告號：CN201515587U。3.4高效實(shí)用的液冷系統(tǒng)，提高了產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性解決大功率電子電路的電磁干擾問題。通過磁環(huán)、EMI濾波器及合理布線與接地，較好的解決了電磁干擾問題?？刂齐娐放c強(qiáng)電電路完全隔離，防止EMI和雷電干擾網(wǎng)側(cè)控制板DSP2808機(jī)側(cè)控制板DSP2808PLC控制器采樣電路板編碼器電路板CAN總線光隔離磁隔離匯流銅排LEM傳感器3.5可靠的硬件系統(tǒng)研究

1）友好的人機(jī)操作界面，已申請軟件著作權(quán)登記，登記號：2010SR008490。

2）持續(xù)記錄數(shù)據(jù)功能，便于客戶隨時調(diào)用數(shù)據(jù)3）具有統(tǒng)計計算功能，方便客戶管理。3.6完善的保護(hù)功能4、主要技術(shù)指標(biāo)的先進(jìn)性發(fā)電機(jī)控制有關(guān)參數(shù)Sany標(biāo)桿產(chǎn)品電機(jī)參數(shù)1.主要參數(shù)，如Lm自動計算2.矢量定向角度自動調(diào)整，不依賴參數(shù)，1.主要參數(shù)，如Lm自動計算2.矢量定向角度依賴參數(shù)轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間<15ms<10ms，(ABB)或<15ms(GE)保護(hù)電機(jī)過壓，過載，過流，接地，防雷擊保護(hù)過壓，過流，過載，接地，防雷擊保護(hù)sany標(biāo)桿電網(wǎng)電壓

1.適應(yīng)電網(wǎng)電壓緩變，突變，閃變2.具有高、低電壓穿越功能3.具有局部電網(wǎng)保護(hù)功能1。適應(yīng)電網(wǎng)電壓緩變，突變，閃變2。具有低電壓穿越功能短時高電壓穿越功能電網(wǎng)電壓不平衡度、畸變不平衡度<4%VTHD<8%不平衡度<4%VTHD<8%低電壓穿越直流側(cè)chopper電路，和有源crowbar電路無源crowbar電路或有源crowbar電路電網(wǎng)頻率+/-5%，可定制+/-5%電網(wǎng)適應(yīng)性有關(guān)參數(shù)環(huán)境適應(yīng)性sany標(biāo)桿產(chǎn)品溫濕度1.電阻加熱對抗溫度和高濕度2.全封閉空調(diào)環(huán)境，提高電子設(shè)備可靠性電阻加熱對抗溫度和高濕度散熱風(fēng)扇冷卻電感、變壓器2.運(yùn)行時環(huán)境溫度-30-453.電感和變壓器設(shè)計為自然冷卻1.風(fēng)扇冷卻電感、變壓器2.運(yùn)行時環(huán)境溫度-30-45功率模塊1.水冷2.驅(qū)動電路全封閉空冷水冷，或風(fēng)冷驅(qū)動電路風(fēng)冷使用友好性

Sany標(biāo)桿產(chǎn)品通訊Can通訊，支持canOpenSCI通訊Can通訊，支持canOpenSCI通訊水冷借鑒三一液壓系統(tǒng)，更可靠的水冷設(shè)計通用的水冷設(shè)計維護(hù)正面操作，方便維護(hù)，操作安全操作安全，方便維護(hù)上位機(jī)軟件專門開發(fā)，適應(yīng)國內(nèi)需要、功能強(qiáng)大的上位機(jī)件數(shù)據(jù)記錄，故障分析功能1.通用變頻器產(chǎn)品改裝2.數(shù)據(jù)記錄，故障分析功能5、產(chǎn)品市場競爭力

（1）具有更好的電網(wǎng)適應(yīng)性（2）更優(yōu)質(zhì)的售后服務(wù)

（3）產(chǎn)品的可靠性更高（4）產(chǎn)品銷售和維護(hù)成本更低6、知識產(chǎn)權(quán)的情況該項(xiàng)目，三一電氣專利申請了16項(xiàng)，其中1項(xiàng)發(fā)明專利已授權(quán)，2項(xiàng)實(shí)用新型專利已授權(quán)，7項(xiàng)專利已受理，6項(xiàng)專利已提交申請。7、推廣應(yīng)用情況

2009年5月，自主研發(fā)1.5MW雙饋?zhàn)兞髌魍ㄟ^了地面型式試驗(yàn)；12月份，2.0MW雙饋?zhàn)兞髌鳂訖C(jī)開始進(jìn)行風(fēng)場試驗(yàn)，至今運(yùn)行正?！，F(xiàn)有40臺1.5MW三一變流器在網(wǎng)運(yùn)行，33臺完成靜態(tài)調(diào)試。

8、經(jīng)濟(jì)社會效益情況