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江苏中车电机有限公司李进泽:如何发挥永磁风力发电机高效率、高可靠性的技术优势?

2018年9月14日—15日,由江苏省可再生能源行业协会联合中国长江经济带可再生能源装备制造业产业联盟、江苏风力发电工程技术中心联合举办的“2018第十一届中国(江苏)国际风电产业发展高峰论坛”于江苏省南京市盛大开幕。电力头条APP将对本次大会进行全程直播,如需了解更多会议直播,请联系微信号:13693626116



江苏中车电机有限公司中车首席技术专家  李进泽


江苏中车电机有限公司中车首席技术专家 李进泽在“平行会议二:低风速与分散式风电专场”为大家带来的主题是:《如何发挥永磁风力发电机高效率、高可靠性的技术优势》,以下为北极星风力发电网为您整理的发言实录:


各位专家领导大家下午好,我是来自江苏中车电机的李进泽。今天报告分五个部分,首先简单介绍一下我们公司的一个基本情况,江苏中车电机是中国中车股份公司的一个子公司,2000年于盐城大丰成立,下面包括三个工厂哈密跟大丰还有株洲。


其次介绍一下中车点击风电的发展历程,公司于2003年进入风电行业,2005年开始研发在国内率先研发1.2MW发电机,到2010年进入低风速2MW。2014年开发了2MW直驱永磁发电机,2MW中速永磁发电机,2015年开发了5MW中速永磁发电机,2016年开发了3MW直驱永磁发电机、6MW-β直驱永磁发电机。


下面简单的介绍一下风电的技术跟市场化的需求,我这里就简单的回顾一下,2017年底全球累计539.6GW,新增52.6GW,我国19.5WG。在海上的话现在是呈一个增长的态势,在未来到2030年全球海上风电大概平均每年有16GW的增长。


第二个风电机组的一个技术路线,目前直驱永磁的风电机组增长比较多,从全球的风电技术路线的统计表可以看出来,风电呈现了大功率、永磁化、模块化、大数据几大技术发展的趋势。黄颜色的是双馈发电机,白色的是中速的,最大的功率达到了9.5兆瓦。我在右上角花了两条线,一个是2010年之前基本上在5兆瓦以下高速传动的比较多,下面这个表其实也可以看出来,国际上现在正在研究10MW+,现在也有国外的厂商委托我们开发。国内的话开始在研发8MW。


右下脚这个是国际上的几家厂家的一个机型,他们原先做的都是双馈,现在分别都是中速永磁跟直驱永磁,这个是海上风电机组的一个信息,这个信息表可以看出来民样(音)是5.5兆瓦的中速永磁。


为了解决维护的问题延伸了模块化的电机,这个是西门子的一个技术,我们现在也在替他们开发,国内有好几家厂家都在开发。


大数据,这块其实在前几年北京风能展实际上已经展现出来了,大数据是风电的一个技术,整机厂技术开发的一个热点。


第三部分讲一下如何系统把握永磁风力发电技术特点。高性能要求高性能指标。大家知道发电机采用永磁体励磁,转子损耗低,可靠性高,从机组的家度来讲智能化程度高,电网友好性强。但是也存在一些技术难点,首先稀土材料价值比较高昂,我们现在采用的是粉末冶金,易生锈、机械性差、超温易失效,这必须要采用相应的措施才可以保证机组的可靠性。


高技术要求高可利用率、高可靠率、高环境适应能力、核心部件长设计寿命、智慧设计。第三高性能指标,对于机组来说高效率和高可靠性,高效率体现在宽转速范围高效率,提高机组效率。第二是启动阻力矩极低,降低切入风速,提高机组利用率。


第四部分介绍一下如何创新突破永磁风力发电机关键技术。高性能设计包括磁钢的选型,高效能设计我们对磁钢的选型采用H系列的,他的特点是高功率密度,一般采用外转子的比较多,耐温相对好要高一点,对于直驱永磁发电机常用H系列,高磁能积高功率密度,外转子耐温要求低。


第二个就是多功率单元设计,对于大功率来说6兆瓦现在采用4套套组用四套变流器。第三高效率设备,对于电机来划优化的方向一个是高效率的工作范围,包括额定效率高,可以达到98%,从6米到22米风速范围内功效率可以超过96%。另外的话从电磁方面也要考虑高可靠性的设计。


长寿命设计,防腐能力要强,轴承要求20年、25年,绝缘也是,现在F级的.级温升考核,H级绝缘F级温升考核。


第三部件可靠性设计,对于刺激结构首先是磁钢防腐,右下角是常见的几种磁钢的防腐技术防腐工艺,而现在一般的采用都是镍铜环氧,另外的话我们磁钢还要进行可靠性测试,包括失重、热减磁、冷热刺激等等。


对于绝缘系统的可靠性,右上角这个是通常的绝缘结构,我们高铁会更多的强调电跟热,因为高铁要求重量轻。轴承配置主要是发电机有变阻器,一般采用绝缘轴承比如说端盖,要提升防腐能力。从整机来说特别是海上风电以及对于潮湿地区的低风速要进行防腐设计,到我们发电机本体的系统去考虑。左下角这个是一个我们做的出口的一个海上风电防腐的规范。


第五研发实践,我们从平原型风电、高海拔、低风速风电、海上风电开发了一系列的双馈异步发电机、中速发电机、直驱发电机。对于直驱永磁发电机有主要是2兆瓦和6兆瓦,中速包括2兆瓦、5兆瓦、5.5兆瓦、7兆瓦,高速的有2兆瓦、2.5兆瓦。江苏中车点机有限公司已形成成熟的1.2MW到8MW级直驱、中速永磁发电机设计、制造能力,正在预研10MW级永磁发电机。聚焦高效率、高可靠性、高可维护性永磁风力发电机技术,实现发电机定制化设计。


(来源 北极星风力发电网)


发布时间:2018-9-25 阅读:101次