直驱永磁风力发电技术

6 直驱永磁风力发电技术
一、技术名称：直驱永磁风力发电技术
二、技术类别：零碳技术
三、所属领域及适用范围：电力行业风电领域
四、该技术应用现状及产业化情况
目前，我国变速恒频风力发电机组主要包括双馈感应风力发电机组和直驱永磁同步风力发电机组。

至2013年底，直驱永磁风力发电技术已在全国30%以上的风电机组上应用，并在1.5MW、2.0MW、2.5MW、3.0MW机组上均实现了产业化。

未来该技术在海上风电大兆瓦级发电机组上也具有很大的应用潜力。

五、技术内容
1.技术原理
该技术实现直驱、永磁和全功率变流技术的系统集成，三者相辅相成，以电流的快速变化适应风速变化，可有效减轻机组的机械磨损，适应风速脉动变化和电网需求。

由于采用直驱永磁技术，无齿轮增速箱设计，因此单位发电能耗较双馈风力发电机组低。

2.关键技术
（1）载荷控制技术；
（2）大型永磁电机设计技术；
（3）变桨系统控制技术；
（4）信号专用采集技术。

3.工艺流程
直驱永磁风力发电机组结构简图如图1所示。

图1直驱永磁风力发电技术风力发电机组工艺简图
六、主要技术指标
1.年均机组运行利用率达99%以上；
2.机组平均传动效率相对齿轮箱传动链机组高2%以上；
3.可以实现零电压穿越，功率因数达-0.9～0.9。

七、技术鉴定情况
2.5MW直驱永磁风力发电机组获得2011年度国家能源科技进步奖一等奖；2012年获得德国TÜV Nord设计认证；2013获得了北京鉴衡认证中心的设计认证。

2012年，该项技术还分别获得进入北美、澳洲及欧盟市场所必需的安全认证、CE认证等专项认证，以及职业健康与防火要求评估。

八、典型用户及投资效益
典型用户：中国华能集团公司、中国大唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司、中国电力投资集团公司、中广核电力集团公司、华润电力集团公司、国华电力集团公司和国投电力集团公司等。

典型案例1
案例名称：金风达坂城试验风电场项目
建设规模：总装机容量为4.95万kW风电场项目。

建设条件:风功能密度达到七级标准，风能资源较好，有效风速小时较高；区域电网配套规划建设完善。

主要建设内容：安装6台3.0MW和13台2.5MW直驱永磁风力发电机组。

主要设备为2.5MW直驱永磁风力发电机组和3.0MW直驱永磁风力发电机组。

项目总投资
4.2亿元，建设期为1年。

年减排10万tCO
2，年经济效益6300万元，投资回收
期约为7年。

减排成本为50～100元/tCO。

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典型案例2
案例名称：河北官厅风电场项目（一期）
建设规模：4.95万kW风电场。

建设条件:风资源年平均风速达到3m/s以上，年有效小时数不低于1700h，不能超过机组的极限风速；区域电网建设配套完善。

主要建设内容：安装33台1.5MW直驱永磁风力发电机组。

主要设备为1.5MW直
，驱永磁风力发电机组。

项目总投资2亿元，建设期6个月。

年减排量7.4万tCO
2年经济效益5000万元，投资回收期4年。

减排成本为-50～-20元/tCO。

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九、推广前景和减排潜力
我国风力发电领域尚具有较大的开发潜力。

2013年，全国新增风电并网容量1449万kW。

预计未来五年，该技术将在新增装机容量为2400万kW的风力发电机组。

上得到应用，推广比例将达40%，可实现年减排3600万tCO
2。