直驱、半直驱和双馈是个啥?
这玩意儿跟风力发电有关,是风力发电传动技术三个典型技术路线,按历史发展顺序是双馈、直驱和半直驱,目前三种技术在市场并存,半直驱有点后来居上的架势。
我们以普通人的思维想一想如何实现风力发电。
一、得有风。
二、得有发电机。
三、得有风叶和传动到电机上的装置。
四、发的电得弄到电网上去。
有风的地方很多,大西北,大西南,海上等等。
风有什么特点?
高处风力大,风向不固定,风力不固定。
电网的电有什么特点?
幅值基本固定,频率基本固定,50赫兹。
发出来的电要弄到电网上去,就要跟电网幅值一样,频率一样,步调也要一样,这是并网的条件。
假设网压是690伏,50赫兹,要是发电机发出来的电就是690伏50赫兹,瞅准时间,把电闸合上,就可以直接并网。
前面我们讲过同步发电机,如果转子直流励磁,转子速度确定,就可以满足这样的条件,最多根据负载情况,调整一下励磁。
可风没那么听话,转子自然不会固定转速。
那咋办?
一是来个交流励磁,就会有个旋转的励磁磁动势,随你转子转速怎么变,我改变励磁频率,总能实现合成转速是同步转速。这就是双馈风力发电机。改变转子励磁,保证定子发出来的电符合并网条件,直接并网。转子励磁需要电啊,而且需要的是变频的电,怎么办?从电网取,整流,然后再逆变成所需电源。还没发电呢先耗上电了。这是值得的,因为所耗电可能不足发电的三分之一。还有更神奇的,如果转子转速超过同步转速,转子和定子一样,都会发电出来,定子的电直接并网,转子的电,经过逆变器变成可以并网的电。所以称双馈发电机。异步发电机在风力发电行业广泛采用,大杀四方。异步发电机因为其结构,做出了太大,极数就做不了太多,励磁频率也做不了太高,这就要求电机转子要有一定的转速。你看到的风叶好像转的没那么快,怎么办?风叶到电机加上变速装置。
双馈发电优点明显,电机简单,造价低。但也有缺点,有齿轮结构,有滑环结构,有碳刷,维护成本高,效率低,噪音大,还有低压穿越能力差等问题。
直驱就出现了。
直驱是直接驱动,不要齿轮箱,结构简单,有更高的传动效率和更低的维护成本。电机是永磁电机,效率高。极对数多,电机矮胖,机组尺寸大,重量大。转子重量大,转矩大,要求塔更强度更高。磁钢成本高。个头大还带来运输问题,运输成本,以及安装问题。
发出来的电不能直接并网,要经过整流逆变才可以。所发出的全部能量都要经过变频器,所以变频器的容量要大于发电容量,相比于双馈三分之一容量的变频器,成本高。
技术总是在不断进步,后来又有了半直驱。
半直驱风电机组是介于直驱风电机组和双馈风电机组之间的一种机型。相比直驱风电机组,半直驱风电机组采用了中低速(相对于双馈)齿轮箱,电机极对数可以减少,体积与重量相对于直驱都可以减小,相对于双馈又有维护成本优势。目前,半直驱风电机组在陆上和海上风电场都得到了广泛应用。
大家都知道,前几年国家政策对于风电有有补助的,有不少企业冲着补助去的。
网上也有风电是垃圾电的讨论,就是说需要的时候发不够,不需要的时候发出来的电不知道往哪儿送。
这两年又特别流行储能。
谁知道呢!
最后放一张三种技术的对比表: