首先是海上風(fēng)電概況，我國(guó)有18000公里海岸線，300多萬(wàn)平方公里可利用海域，分布于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、距負(fù)荷近的東部沿海，無(wú)電網(wǎng)消納問(wèn)題。從2015年，我國(guó)海洋風(fēng)電機(jī)組從16MW一直到360MW。我國(guó)海上風(fēng)電起步較晚，海上風(fēng)電的單個(gè)風(fēng)場(chǎng)容量大，海上風(fēng)電以3MW以上機(jī)組為主，潮間帶和近海裝機(jī)。

　　

　　近幾十年來(lái)，風(fēng)電機(jī)組發(fā)展的一個(gè)規(guī)律基本上就是在增加加長(zhǎng)的趨勢(shì)，按照企業(yè)的類(lèi)型可以分為全功率的風(fēng)力單向機(jī)組和分功率的風(fēng)力單向機(jī)組，可以看出雙功率發(fā)電機(jī)組在重力和成本上都占有優(yōu)勢(shì)，但是比全功率機(jī)組還是比較差一點(diǎn)，所以目前全功率機(jī)組占比較多的數(shù)量，因此我介紹一下全功率的海上風(fēng)電機(jī)組變流器。

　　

　　介紹一下變流器的技術(shù)路線。現(xiàn)在有兩種類(lèi)型，一種是中壓，一種是低壓，低壓變流器就是技術(shù)程度比較高，中壓就是線纜、偏航、冷卻、效率等都占有優(yōu)勢(shì)，左邊可以看同樣是5MW機(jī)組，中壓比低壓節(jié)約3/4的電纜。

　　

　　中壓現(xiàn)在國(guó)內(nèi)廠家都采用的是二極管前列的技術(shù)路線，可以分為IGBT、IGCT和IEGT三種類(lèi)型，IGBT從功率密度比其他兩個(gè)高一點(diǎn)，在失效模式來(lái)說(shuō)，IGBT是開(kāi)路，其他兩個(gè)是短路。可維護(hù)性IGBT高，IGCT和IEGT比較低。在開(kāi)通損耗方面，以IGBT作為基準(zhǔn)，IGCT大概是IGBT的16%，IEGT是IGBT的兩倍。驅(qū)動(dòng)損耗方面，由于IGCT和IEGT都是電壓損耗，所以它的損耗比較小，驅(qū)動(dòng)損耗是IGBT的50倍左右。在過(guò)流能力方面，IGCT可以承受IGBT的兩倍的電流。驅(qū)動(dòng)電路方面，IGBT比較簡(jiǎn)單，IGCT比較復(fù)雜，IEGT比較簡(jiǎn)單。輔助電路IGBT和IEGT都不能用，而IGCT可以進(jìn)行輔助電路。

　　

　　下面對(duì)比一下IGBT和IGCT的可靠性，首先我們以上海東海大橋海上風(fēng)電場(chǎng)數(shù)據(jù)，裝機(jī)機(jī)型國(guó)內(nèi)某廠家5MW全功率機(jī)組，葉片長(zhǎng)度121米，中壓三電平變流器采用IGBT和IGCT方案可靠性分析，采用IGCT即單體功率柜，容量5MW，采用IGBT需要進(jìn)行功率柜并聯(lián)，單體容量2.5MW。IGBT由于失效開(kāi)路以及并聯(lián)運(yùn)行，因此單套失效之后，另外一套仍可以運(yùn)行。右邊這個(gè)圖是根據(jù)IGBT統(tǒng)計(jì)它的失效率，可以看到由于近年來(lái)的技術(shù)進(jìn)步，IGBT的失效率在逐年降低，目前應(yīng)該是在10%左右，但是我們經(jīng)過(guò)查IGBT的手冊(cè)，IGBT的失效率是在5%左右，但是這兩個(gè)是在不同廠家的，所以我們都把這兩個(gè)都鑒定在50，這種情況假設(shè)IGBT的數(shù)量為T(mén)，由于IGCT是它的兩倍，就是2T。

　　

　　可以看出右邊兩個(gè)圖，將這些數(shù)據(jù)平均進(jìn)行累加，在單位時(shí)間內(nèi)IGCT單位時(shí)間T內(nèi)，損失的單量大概是在2000千萬(wàn)×T，而IGBT大概是在1250千瓦×T，所以看到IGBT的可靠性還是稍微占有優(yōu)勢(shì)。基于以上方案我們選擇是IGBT是作為中壓工藝。

　　

　　下面介紹中壓IGBT的變流器特點(diǎn)。首先參數(shù)是5MW中壓變流器長(zhǎng)5.3米、高2.38，第二個(gè)是變流器的容量是6000kVA，電壓是3300V，額定電流是1064A，直流母線電壓5050V，IGBT電壓等級(jí)4500V，防腐等級(jí)是C4，工作溫度是-30度到50度。

　　

　　中壓三電平變流器由于其開(kāi)關(guān)頻率低，因此在電流諧波抑制以及寫(xiě)真抑制上需要進(jìn)行特殊處理，針對(duì)于此處理方法是采用二階高通濾波器。針對(duì)于寫(xiě)真的問(wèn)題我們采取諧振技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

　　

　　由于對(duì)于技術(shù)的可靠性，以及載荷功率比較高，因此中壓變流器也是可以做一些工作的，我們由于中壓發(fā)動(dòng)器電流脈動(dòng)比較多，所以我們是減小波動(dòng)，提高壽命，這兩個(gè)圖可以看到電流明顯減小。變流器可以采取故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)級(jí)，對(duì)于一些非關(guān)鍵故障進(jìn)行了一個(gè)用協(xié)和電機(jī)的方案，這種情況下經(jīng)過(guò)測(cè)試和仿真，可以降低機(jī)組50%的載荷。

　　

　　由于海上風(fēng)電場(chǎng)的環(huán)境比較惡劣，對(duì)此我們做了一個(gè)智能監(jiān)控系統(tǒng)，首先可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多用戶訪問(wèn)，二是主要期間壽命預(yù)測(cè)維護(hù)提醒，三是遠(yuǎn)程升級(jí)程序、參數(shù)，四是16路柜內(nèi)溫度監(jiān)控、溫度異常預(yù)警，五是案例庫(kù)集成月度健康報(bào)告。

　　

　　變流器的安全可靠性我們是這樣做的，首先采取模塊化控制器，將變流器的光纖進(jìn)行劃分，采取特殊的通訊策略，將其封裝在一個(gè)盒子中，這樣情況下一個(gè)是以它的可靠性以及防控等級(jí)得到提升，第二是如果出問(wèn)題它的更換會(huì)非常快，非常方便。我們采取了光纖隔離的錯(cuò)誤，提高了人身操作的安全性。

　　

　　變流器采用的是C4噴涂，對(duì)于這種一體機(jī)的方式我們進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)控制閥門(mén)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)功率模塊的恒溫度控制，可以降低器件失效率，對(duì)于不同的溫度沖擊，看到溫度沖擊越大，機(jī)器工作時(shí)間越短。

　　

　　針對(duì)于變流器模塊化設(shè)計(jì)，我們采用的是變流器內(nèi)部采用模塊化設(shè)計(jì)，功率模塊重量小于60kg，拆卸比較方便。下面就是我們的模塊以及整機(jī)的一個(gè)形式。

　　

　　最后介紹一下我們科諾偉業(yè)設(shè)備有限公司，我們可以提供產(chǎn)品有變流器、變槳，變流器從1.5-5MW雙饋/全功率，變槳系統(tǒng)有850-5MW的產(chǎn)品。除了產(chǎn)品我們還提供一個(gè)機(jī)組服務(wù)，提供技術(shù)改造，目前可以從事單體的主控、變槳系統(tǒng)，變流器的改造，目前我們的改造系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)運(yùn)營(yíng)超過(guò)有1000臺(tái)，取得了良好的業(yè)主評(píng)價(jià)。上面就是我的報(bào)告內(nèi)容，謝謝大家！（根據(jù)速記整理）