整机技术路线主要包括双馈、直驱、半直驱,各有所长。三种技术路线在发电机、齿轮箱、变流器等部件上存在差别,适用于不同应用场景。
1)直驱:可靠性最高,但造价高且维修难度较大。直驱不用齿轮箱增速,可靠性最高;但是采用永磁发电机,造价高,同时磁极多,体积重量大,海中易生锈。同时,永磁发电机存在永久的强磁性,在现场条件下检修较困难,出现故障需整机拆卸返厂。
2)双馈:价格最低,但故障率高、可靠性低。双馈具备发电机体积小,成本低的优势,但由于多级高速变速箱的存在,易过载,故障率高,可靠性低。
3)半直驱:综合直驱和双馈优点,兼具经济性和可靠性。半直驱机械传动部分类似双馈,电气传动部分类似直驱。发电机体积小于直驱,采用低速齿轮箱,整体成本比直驱更具优势,可靠性高于双馈。
双馈、直驱、半直驱三种技术优劣势对比
在海上风电机组大型化的趋势下,直驱和半直驱风机逐渐成为全球主流。从近年来统计的整机厂商样机安装的具体数据来看,7MW以上全部为直驱或者半直驱机型,主要原因是海上风电可达性差,运维难度大,设计机组时可靠性、可用率必须放在首位,设计应追求日常维护“少而简”,直驱型机组和半直驱型机组设备可靠性高于带齿轮箱的双馈型机组,后期运维成本低,在海上风电机组大型化运维难度提升的趋势下,更具经济性。
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