近期國內一大型風機整機制造企業經過全面的考察后,最終選擇了研華的 EKI-6554SI 和 EKI-4654R 作為風場管理系統以及風機遠程監控系統網絡架構交換機主干設備。
每個風機的塔基處安裝一臺研華的管理型冗余交換機 EKI-7554SI,通過單模光纖連接構成一個冗余環網。同時監控中心內部每個環網的 EKI-7554SI 通過電口連接到研華 24 口網管型冗余千兆以太網交換機 EKI-4654R。監控中心內部服務器,工程師站通過 EKI-4654R 構成局域網系統。
EKI-4654R具有如下優越特性:
1)快速冗余。可以組成快速的冗余網絡,使用研華獨創的 X-Ring 協議,具有超快小于 10 毫秒的自愈時間。
2)抗強擾,適用于嚴苛環境。可以工作在嚴酷的電磁環境中,并且在數據口防雷、快速脈沖群,靜電等都有較高的防護等級。
3)安裝方式更加靈活,支持導軌式安裝、面板式安裝,堆疊式安裝和機柜安裝等多種方式。
4)安全優勢,采取虛擬局域網技術、IP/MAC 與端口綁定、流量控制功能、訪問控制列表技術、IEEE802.1x 身份驗證機制、QoS 機制和系統日志等措施來保證工業網絡的萬無一失。
大功率整流元件選擇
如前所述,我們必須先在塔頂將風機產生的不穩定交流電轉換成直流電。這一整流用元件既可用大功率整流二極管,也可用晶閘管和 IGBT。目前市面上大功率二極管和晶閘管供應商主要有:IXYS、英飛凌和 ST。
英飛凌看好 IGBT。陳子穎表示:“風機輸出是電壓和頻率都不穩定的交流電,它需要整流后才能送去逆變。隨著 IGBT 技術的發展,目前風電整流主要采用 IGBT 可控整流來實現。”
英飛凌 IGBT 芯片采用了溝槽柵場終止技術,損耗低,電流密度高,適合并聯使用。這些是設計大功率整流器的基礎。選擇大電流 IGBT 模塊(如 2400A/3600A IGBT 模塊)可以把系統功率密度做得高一些,否則需要更多 IGBT 并聯,甚至整流器并聯。
風電整流器可以采用多種 IGBT 解決方案,如大電流 IGBT 模塊 IHM,其最大電流可達 3600 A/1700 V。在 EconoPack+ 和 EconoDUAL3 封裝中有 450 A/1700 V不同電路結構的模塊,在這些封裝中都有適用于風電的第四代 IGBT4 的產品。陳子穎指出:“新的模塊封裝形式(如 PrimePack )也成了風電整流器市場的新寵,這些新技術的應用會使得風電變流器的可靠性,壽命會大大提高,成本也會降低。”