直驱与双馈风力发电机的优缺点对比

双馈机组和永磁直驱机组的对比四、可维护性对比二、整机可靠性一、发电能力三、大部件运输与吊装五、价格对比四、可维护性对比二、整机可靠性一、发电能力三、大部件运输与吊装五、价格对比优异的发电性能，不是单纯的叶片长度增加，而是翼型和机组的整体优化气动性能是机组发电能力的决定性因素高风速机组低风速机组中风速机组W3600-116W2000-87W1250-62W3600-122W2000-93W1250-64W2000-105W2000-99W1250-70W2000-87W2000-93W2000-99W2000-105永磁直驱机组在低风速段的发电优势并不明显气动性能是机组发电能力的决定性因素从低风速下的运行情况看，直驱式风机没有运行转速下限的限制，而双馈式风机存在着运行转速的下限，所以从原理上来讲直驱式风机的切入风速可以更低。但是，直驱式风机所使用的全功率变频器存在较高的功率损耗的问题，由于全功率变频器的容量是双馈风机中变频器的三倍左右，所以变频器的功率器件和冷却等设备所消耗功率也要大很多；通过对翼型气动性能及机组控制策略的优化，双馈机组在低风速段的发电能力并不输于永磁直驱机组；机组效率与能耗比较永磁直驱机组的能耗与效率没有明显优势双馈机组工作在亚同步状态时，转子励磁需要从电网吸收少量能量，而永磁直驱机组则不需要励磁；永磁机直驱组没有齿轮箱，减少了传动部件，因此机械效率提升；但由于永磁直驱机组采用全功率变流器，其容量为双馈机组的约三倍，因此电气损耗大大增加，同时变流器的冷却系统能耗也相应增加；为了减少永磁体退磁现象，发电机冷却系统更加复杂，能耗也会增加；目前齿轮箱技术也在不断发展，齿轮箱效率的增加也使双馈机组的效率进一步提升；综合以上因素，永磁直驱机组并没有明显的优势。四、可维护性对比二、整机可靠性一、发电能力三、大部件运输与吊装五、价格对比8风电机组可靠性齿轮箱故障在机组故障中仅占到第6位，且占比较低9•直现在全世界风电机组中，85%以上是带齿轮箱的机型。•尤其在技术、稳定性及可靠性要求更高的海上机组中，无一例外的全部采用了技术成熟且可靠性好的带齿轮箱技术方案，包括2兆瓦、2.3兆瓦、3兆瓦、3.6兆瓦、5兆瓦等各级别机型，厂商包括Vestas，Siemens,Repower，GE风电等全球所有主要海上风电机组生产厂商。风电机组可靠性目前全球风电主流技术仍为双馈发电机组10风电机组可靠性永磁直驱机组去掉了主齿箱，但发电机和变流器可靠性降低直驱式发电机由于转数低，且磁极数很多，通常在90极以上，而且体积和重量相比双馈式机组也大很多，对其轴承等转动部件要求极高。另外，永磁材料在震动、冲击、高温情况下容易发生失磁的现象；而且材料中含有铁，在海上强盐雾的情况下防腐问题难以解决；相同容量的风电机组，永磁直驱机组的变流器容量是双馈机组的3倍左右；更大的容量也意味着其变流系统变得更复杂，增大了IGBT爆炸等风险；需要配备更大散热能力的冷却系统；发电机故障电气系统故障11风电机组可靠性永磁直驱机组运行温度范围窄，环境适应能力一般直驱机组必须通过空气流过转子和定子之间的间隙来进行冷却，空气中含有的带电粒子、灰尘等会在永磁场的作用下附着在永磁体的表面，造成风机磁隙发生变化，从而影响机组性能，由于存在强磁场，附着后的带电粒子和灰尘很难去除；因此永磁直驱机组在高原多云雾、海上、北方多沙尘区的可靠性会降低；温度范围窄环境适应一般根据等级的不同，永磁材料在80至150摄氏度范围内会发生退磁现象；由于直驱机组目前只能配备风冷系统，因此其温度运行范围较窄；环境适应能力运行温度-30~40度生存温度-40~50度内蒙、东北、新疆低温机组双馈机组的环境适应能力大大优于直驱机组高原机组海上机组高温机组C5-M级防腐远程监控系统自动消防系统大部件维修装置海拔2000~4000米运行温度-30~40度云南、青海运行温度高至45度生存温度高至55度泰国、非洲、中东13风电机组可靠性永磁直驱机组机头载荷大，降低了整机可靠性直驱机组的发电机非常庞大，且一般位于轮毂和机舱的连接处，其中心位于塔筒中心线的前端，即中心前移，因此增加了其机头载荷，降低了整机可靠性；机头重量过重容易使机舱、轮毂的联合处磨损；机身更大，用钢材更多，也不美观。机头载荷大四、可维护性对比二、整机可靠性一、发电能力三、大部件运输与吊装五、价格对比15大部件重量永磁直驱机组的发电机重量尺寸较大，吊装和运输困难16吊装工艺直驱机组吊装工艺比较复杂直驱机组需要先吊装机舱，然后安装发电机，最后才能安装风轮，而双馈机组在将机舱吊装后就可以直接安装风轮，减少了发电机安装与校准的过程。17大部件运输永磁直驱机组的发电机直径较大，运输困难直驱机组的发电机非常庞大，公路运输较困难，会经常遇到拆除收费站闸门和护栏的情况；山区运输会增加道路建设的成本；而双馈机组机舱较窄，运输比较便利，对道路的要求也相对较少五、可维护性对比二、电气与机械性能三、整机可靠性一、发电能力四、大部件运输与吊装六、价格对比19风电机组的可维护性永磁直驱机组机械维护量减少，但维护难度增加，电气维护增多永磁直驱机组没有主齿轮箱，因此减少了机械系统的维护量；但由于永磁材料存在永久的强磁性，无法在现场条件下检修，所以一旦出现问题只有吊装至地面或者返回厂家才能维修，空中不具有可维护性，给运行带来了很大的隐患；由于结构的原因，永磁直驱机组的轮毂维护比较困难；机械系统维护电气系统维护相同容量的风电机组，永磁直驱机组的变流器容量是双馈机组的3倍左右；更大的变流器容量也意味着系统变得更复杂，因此增加了电气系统的维护量；四、可维护性对比二、整机可靠性一、发电能力三、大部件运输与吊装五、价格对比21发电机和齿轮箱成本对比双馈机组相对永磁直驱机组具有明显的价格优势22传动系统总成本对比（包括变流器）双馈机组相对永磁直驱机组具有明显的价格优势23双馈机组相对永磁直驱机组具有明显的价格优势机组价格对比24感谢各位！