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在剛剛結(jié)束的2012CWEE第六屆中國(guó)（上海）國(guó)際風(fēng)能展上，北京能高自動(dòng)化技術(shù)股份有限公司攜公司5年重點(diǎn)科研成果——雙饋風(fēng)電并網(wǎng)變流器、全功率風(fēng)電并網(wǎng)變流器、光伏并網(wǎng)逆變器亮相。本次參展，公司展位面積72平米，從公司簡(jiǎn)介、發(fā)展歷程、重點(diǎn)產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)等角度全面展示了公司5年的科研精華及發(fā)展里程碑。
（圖一）大氣沉穩(wěn)的展臺(tái)設(shè)計(jì)、翔實(shí)全面的技術(shù)資料贏得了眾多同行及客戶的關(guān)注與贊譽(yù)。
1.5MW完美穿越行業(yè)準(zhǔn)入“門檻”
工欲善其事必先利其器。作為一家以電力電子技術(shù)和控制技術(shù)為主導(dǎo)，致力于風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電以及智能電網(wǎng)等領(lǐng)域技術(shù)研究的高新技術(shù)企業(yè)，2007年度北京能高成立之初，便承擔(dān)了“直驅(qū)式風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)及模塊化多重并聯(lián)變流器的研制”、“分布式供能系統(tǒng)高壓變流器及軟開(kāi)關(guān)技術(shù)”和“大型風(fēng)電機(jī)組智能控制技術(shù)及風(fēng)電場(chǎng)優(yōu)化運(yùn)行保障技術(shù)”等三項(xiàng)國(guó)家科技支撐計(jì)劃與863計(jì)劃課題的研究。
2010年，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)風(fēng)電機(jī)組設(shè)備制造商領(lǐng)軍企業(yè)之一的北京能高便開(kāi)始研發(fā)低電壓穿越功能所需的重要配置有源Crowbar裝置。 次年3月28日，風(fēng)電技術(shù)部專門成立項(xiàng)目組帶著1.5MW雙饋風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器在北車風(fēng)電公司機(jī)組整機(jī)試驗(yàn)臺(tái)上，連續(xù)三次電壓跌落，連續(xù)三次測(cè)試成功，北京能高自主研發(fā)的1.5MW雙饋并網(wǎng)變流器順利通過(guò)中國(guó)電科院主導(dǎo)的低電壓穿越功能測(cè)試，完美穿越行業(yè)準(zhǔn)入“門檻”！
“1.5MW雙饋機(jī)型低電壓穿越實(shí)驗(yàn)的順利通過(guò)，從技術(shù)角度來(lái)講，對(duì)于其他功率等級(jí)的雙饋?zhàn)兞髌鞫歼m用，只是根據(jù)功率等級(jí)的不同，低電壓穿越的硬件上需做相應(yīng)的修改。所以可以說(shuō)此次測(cè)試的成功是為更高功率等級(jí)變流器的低電壓穿越功能開(kāi)發(fā)和應(yīng)對(duì)‘新國(guó)標(biāo)’而需做的技術(shù)改進(jìn)打下了一個(gè)穩(wěn)定的基石，開(kāi)了一個(gè)順利的好頭。”項(xiàng)目部負(fù)責(zé)人如是說(shuō)。
截至目前，北京能高1.5MW雙饋風(fēng)電并網(wǎng)變流器已經(jīng)在山西左云、吉林大安、山東膠南批量并網(wǎng)運(yùn)行。
（圖二）1.5MW風(fēng)電并網(wǎng)變流器與低電壓穿越測(cè)試報(bào)告
2MW電勵(lì)磁風(fēng)電變流器閃亮登場(chǎng)
受國(guó)際風(fēng)電開(kāi)發(fā)趨勢(shì)的推動(dòng)，從技術(shù)路線以及環(huán)境能源的角度考慮，電勵(lì)磁技術(shù)成為了風(fēng)電變流器發(fā)展的主流技術(shù)之一。2011年年初，北京能高開(kāi)始成立專門的研發(fā)設(shè)計(jì)小組專攻2MW電勵(lì)磁風(fēng)電并網(wǎng)變流器。經(jīng)歷設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)試三個(gè)階段的緊張工作，歷時(shí)8個(gè)月，2011年10月，金秋璀璨之時(shí)，北京能高2MW電勵(lì)磁風(fēng)電并網(wǎng)變流器研發(fā)下線，如期亮相！
此舉具有多項(xiàng)重要的意義：其一，以電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)代替了永磁發(fā)電機(jī)，緩解了受稀土價(jià)格上漲導(dǎo)致的永磁發(fā)電機(jī)成本上漲問(wèn)題，電勵(lì)磁技術(shù)大大降低了風(fēng)電機(jī)組的整機(jī)成本；其二，電勵(lì)磁技術(shù)目前尚屬于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)，此次我們?cè)谠瓉?lái)永磁變流器的基礎(chǔ)上增加了電勵(lì)磁的單元，使它不僅可以應(yīng)用于永磁發(fā)電機(jī)，還可以應(yīng)用于電勵(lì)磁發(fā)電機(jī)，更靈活的為市場(chǎng)所需服務(wù)；第三，在產(chǎn)品的外觀設(shè)計(jì)上，我們采用了更加緊湊的并柜式，使其體積更小，更有利于塔筒布局；最后，重要的一點(diǎn)是，增加了低電壓穿越的功能，滿足我國(guó)能源局最新頒布的大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范中對(duì)低電壓穿越的要求，將大大避免風(fēng)機(jī)在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)候的脫網(wǎng)問(wèn)題。
截至目前，北京能高2MW全功率風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器在內(nèi)蒙古卓資風(fēng)場(chǎng)長(zhǎng)期并網(wǎng)運(yùn)行，通過(guò)了超低溫、高海拔、多沙塵的運(yùn)行環(huán)境考驗(yàn)。
3MW由690V到3kV之突破
2011年第八屆亞洲風(fēng)能大會(huì)上，北京能高自動(dòng)化技術(shù)股份有限公司展出了其最新研發(fā)的3MW/3kV全功率風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器。在原3MW/690V的基礎(chǔ)上，將電網(wǎng)電壓等級(jí)提升至3kV，以配備加熱、除濕設(shè)備，高防護(hù)等級(jí)等特點(diǎn)為“下海”做好準(zhǔn)備。
3MW/3kV全功率風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器的優(yōu)勢(shì)在于其采用3kV的電壓等級(jí)，降低了發(fā)電機(jī)、電纜的電流，從而有效地降低了發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)難度、成本及體積，降低了導(dǎo)線成本。提高了整機(jī)的性價(jià)比。
技術(shù)特點(diǎn)則表現(xiàn)在主回路采用三電平結(jié)構(gòu)，網(wǎng)側(cè)濾波器采用LCL型濾波器，可以達(dá)到更低的諧波含量、更小的du/dt與EMI；機(jī)側(cè)濾波器經(jīng)過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可降低高頻共模du/dt電壓產(chǎn)生的電機(jī)軸電流、降低高頻差模du/dt電壓在長(zhǎng)導(dǎo)線上傳輸引起的電機(jī)端過(guò)電壓；采用高壓IGBT模塊與專用驅(qū)動(dòng)電路，控制與功率模塊間通信采用光纖，具備高抗擾能力、高隔離電壓等級(jí)，未來(lái)可擴(kuò)容至5MW；功率組件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)模塊化，從而達(dá)到體積小、拆卸簡(jiǎn)便、易維護(hù)的要求。控制系統(tǒng)硬件采用雙DSP主從設(shè)計(jì)，優(yōu)化的扇區(qū)劃分、友好的調(diào)試界面，實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)視以及故障參數(shù)的及時(shí)顯示。
根據(jù)《國(guó)家電網(wǎng)公司風(fēng)電場(chǎng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》的要求,3MW/3kV風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器具備低電壓穿越功能，即當(dāng)電壓跌至20%額定電壓時(shí)能夠保持并網(wǎng)運(yùn)行625ms；當(dāng)電壓跌落后可3s內(nèi)恢復(fù)到額定電壓的90%，保持并網(wǎng)運(yùn)行;采用全功率變流器，可迅速提供無(wú)功支持，幫助恢復(fù)電網(wǎng)電壓。
截至目前，3MW/3kV全功率風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)變流器已入駐常牽，完成互饋試驗(yàn)、高壓系統(tǒng)、網(wǎng)壓諧振等主要調(diào)試。
SunVert 500HE取得多項(xiàng)權(quán)威認(rèn)證
北京能高并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品之一——SunVert 500HE是專為輸電側(cè)大型光伏并網(wǎng)電站研發(fā)生產(chǎn)，采用無(wú)工頻隔離變壓器設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換效率可達(dá)98.6%，寬電壓輸入范圍，提升發(fā)電效益，超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)力，使其可接受高海拔、高濕度及不同環(huán)境溫度的嚴(yán)苛考驗(yàn)。
目前，SunVert 500HE產(chǎn)品已經(jīng)取得了多項(xiàng)權(quán)威認(rèn)證，包括“低電壓穿越測(cè)試”、TüV認(rèn)證、金太陽(yáng)、CE等，該產(chǎn)品已批量應(yīng)用于中國(guó)西北地區(qū)的大型光伏電站示范項(xiàng)目，取得良好運(yùn)行效果。
（圖三）SunVert 500HE光伏并網(wǎng)逆變器與TüV認(rèn)證
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