3超大功率变流器助力海上风电发展-汕头20231128.pdf

1、2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开密级：公开演讲人：2023 Copyright SUNGROW.Confidential超大功率变流器助力海上风电发展宋健2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开密级：公开大功率双馈变流器关键技术和挑战超大功率风电变流器技术探讨3.2.1.海上风电发展趋势目录总结4.2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开海上风电发展趋势3深远海风电开发是海上风电发展方向，机遇和挑战并存漂浮式 海上制氢制氨 直流/低频传输 复杂自然环境“十四五”280

2、GW规划逐步成型，海上风电高速发展根据11个沿海省份规划，未来三年，预计国内海上风电每年约14GW的装机或并网规模单机功率15MW机组加速推出，大兆瓦双馈机型批量机组可靠性要求提升友好型电网/电机控制技术复杂源网荷交互特性中东南部陆上规划预计50GW三北大基地陆上122GW海上新增规划20GW海上首批规划30GW十四五沙戈荒陆上60-70GW2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开4整机电气系统（发电机、变流器、电缆、变压器等）成本控制变为焦点；双馈风力发电系统DFIG全功率风力发电系统G深远海自然环境复杂、恶劣，变流器环境适应性能力要求进一步提升；单机

3、功率进一步提升，涉网、涉机控制和智能化保护，诊断，运维等要求提升；关键零部件供应链可控、国产化能力提升。海上风电发展趋势/风电变流器技术发展挑战2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开密级：公开大功率双馈变流器关键技术和挑战超大功率风电变流器技术探讨3.2.1.海上风电发展趋势目录总结4.2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开大功率双馈变流器关键技术与挑战/系统拓扑方案GMDFIG双馈变流器双馈变流器抑制箱变空载环流优化定子均流GMDFIG双馈变流器发电机定子双绕组GMDFIG双馈变流器定子中压（10.5kV、2

4、0kV、35kV）常规方案2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开大功率双馈变流器关键技术与挑战/电气系统方案7大功率风冷散热应用，高防护设计覆盖海上应用场景联合整机开展机舱或者塔筒风道热设计功率密度提升3MW6.25MW15MW风冷散热液冷散热塔基系列上置系列中压系列3.xMW-10.XMW5.xMW-10.XMW6.xMW-15MW2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开大功率双馈变流器关键技术与挑战/电磁暂态8电网故障时双馈发电机存在电磁暂态过渡过程，大功率双馈变流器面临更大暂态电流冲击。data1无附加控制

5、策略 data25分别采用不同的策略电网暂态过程转子无功电流响应-2-101230.3 pu0.25 pu0.2 pu0.15 pu转子侧电流转子侧电流/pu3.53.23.02.8发电机转子漏感对变流器暂态过程的影响转子电流感生多种频率电流发电机转子感生高反电动势变流器承受暂态冲击电流变流器电流控制裕度和跟踪精度降低双馈电磁暂态冲击与发电机参数息息相关双馈电磁暂态过渡受参数与控制策略影响明显变流器IGBT功率模组需满足稳态带载能力+抗冲击能力，同时要考虑传动链的瞬时转矩冲击耐受能力，需约束发电机漏感设计2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开大功率双馈

6、变流器关键技术与挑战/同步速运行9双馈机组同步速附近电流流向IGBT结温波动仿真双馈发电机在同步转速附近运行时，转子电流频率接近0Hz，变流器机侧换流频率很低。低的换流频率会导致IGBT功率模组结温波动加剧，需关注机组在同步速持续运行时最大转矩及持续时间。大功率双馈机组在同步转速附近的电流随着机组功率提升不断增大，对变流器硬件设计提出更高要求。2023 Copyright SUNGROW.Confidential密级：公开大功率双馈变流器关键技术与挑战/思考10重点关注同步速附近运行工况、电网故障情况下的暂态电流冲击、传动链允许的最大冲击扭矩。双馈发电机、齿轮箱与双馈变流器等需联合开展设计，寻