欧瑞EPS2000在非并网风力发电行业中的应用

绿色能源、欧瑞传动、专用逆变器

 

我国“十一五”规划纲要提出，“十一五”期间单位国内生产总值能耗降低20％左右、主要污染物排放总量减少10％。在此大环境下我国的风力发电技术和设备生产能力进步很快，风能发电将有较大的发展。中大型（百千瓦～兆瓦级）风力发电机组成的风力发电场所发的电目前只有并网一条出路。原因一是由于现在铅酸蓄电池的循环寿命短，而其他迅速发展的大规模蓄电技术尚少为人知；二是顺着西欧的思路。

提到绿色能源之一的风力发电，人们的注意力过分集中在“风力发电并网”上。而“非并网风力发电是中国风力发电发展的另一种选择。目前来看，小型（几十千瓦级以下）风机与铅酸蓄电池配套组成独立运行的供电系统，是最典型的分布式供电。”

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变频器被广泛应用在风电行业的传动系统中，主要的两个应用点是：连接发电机；应用于双馈电机，起同向、同频、同压的作用。目前该市场使用的比较多的变频器品牌主要是国外品牌。由于该领域技术门槛较高，这些国外品牌在这一关键部件市场占据了垄断的地位。

欧瑞传动2007年根据应急电源、风力发电、光伏发电等行业的行业特点，开发了EPS2000专用变频逆变器。该产品使用了专业电机变频控制芯片，采用模块化和电磁兼容性设计思路，结合先进的生产工艺和严格的质量管理生产制造而成，进行了波形优化，电压自动调整的优化，增加瞬间电流限制功能，丰富输入输出接口等功能。主要在应急电源、风力发电、光伏发电等行业直流供电是做逆变器使用，功能丰富、适应性好。

EPS2000系列专用变频逆变器功能：

1.   可直流供电，输入电压范围宽：直流供电时无需外加其他电源，直流电压范围为260～580V；

2.   可灵活设置输出电压：灵活设置变频器输出电压，以适应不同匝数比的正弦波逆变器；

3.   自动电压调整（AVR）功能：可以根据直流电压或者负载变化调节并稳定输出电压；

4.   瞬间断电防跳闸：通过设置主电路开关吸合点电压，来控制逆变器的直流主开关闭合或者断开，防止瞬间断电防跳闸（直流侧输入空气开关）；

5.   多路多功能的表征：通过2路继电器输出、2路OUT输出表征多种变频器状态，增加了风扇故障输出、欠压输出、过流输出；

6.   强制起动功能：当强制起动信号有效时，变频器在蓄电池组电压跌落到变频器欠压点时并不报欠压故障，而是继续根据最大能力输出电压和电流，保证特殊设备不允许断电的需要；

7.   运行时间可自动记录：方便用户查看；

8.   散热风扇控制：自动检测温度，根据设定值控制风扇运转，优点是可节约电池电量；

9.   瞬间电流限制功能：在起动冷态电阻类负载时可以达到起动不跳过流保护的作用；

10. 标准的Modbus串行通讯协议：可以方便实现上位机和PLC连接，实现远程监控；

11. 零秒切换功能：通过选配EPS市电同步卡，可以方便的实现工频电和应急电之间的“零秒切换”。

下面介绍欧瑞EPS2000变频器逆变器在非并网风力发电系统的系统框图，端子接线、参数调节、实测波形。略

EPS2000系列接线和相关参数设置(以EPS2000-0300T3C在青岛某风力发电企业上的使用为例)：略

下面是现场逆变后经过正弦波滤波器处理后的波形（图5）。略

 

该系统发电运行时风机起停平稳，带负载启动时电流冲击小，运行可靠，使整个发电系统稳定性加强，操作简便，设备维护量小，有效减低了风机噪声，减小了电机起停过程对电网和风机的机械冲击，延长设备的使用寿命，提高了效益。此种变频控制方案在风力发电控制中具有很好的推广运用前景。